(C++设计模式) ------享元模式-- 结构型模式

(C++设计模式) ------享元模式-- 结构型模式

设计模式的学习是一个循序渐进的过程，每一个设计师都是在套用这几种设计模式来实现自己的软件构架，很多都是融合会贯通的，一个设计模式中不仅仅是用到一种，所以要灵活运用这些设计模式。理解了设计模式对设计和代码的阅读都有很大的好处！！

今天我们学习结构性模式享元（flyweight）模式;

        Flyweight—每天跟MM发短信，手指都累死了，最近买了个新手机，可以把一些常用的句子存在手机里，要用的时候，直接拿出来，在前面加上MM的名字就可以发送了，再不用一个字一个字敲了。共享的句子就是Flyweight，MM的名字就是提取出来的外部特征，根据上下文情况使用。
        享元模式：FLYWEIGHT在拳击比赛中指最轻量级。享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。说的再具体一些是将所有具有相同状态的对象指向同一个引用,从而解决了系统在创建大量对象时所带来的内存压力。
        享元模式能做到共享的关键是区分内蕴状态和外蕴状态。

        内蕴状态存储在享元内部并且可以共享，不会随环境的改变而有所不同。
外蕴状态是随环境的改变而改变的，不可以共享。外蕴状态不能影响内蕴状态，它们是相互独立的。将可以共享的状态和不可以共享的状态从常规类中区分开来，将不可以共享的状态从类里剔除出去。
        亨元对象的外蕴状态必须由客户端保存，并在亨元对象被创建之后，在需要使用的时候再传入到亨元对象内部。

注意：客户端不可以直接创建被共享的对象，而应当使用一个工厂对象负责创建被共享的对象。享元模式大幅度的降低内存中对象的数量。

 使用的场合：

需要创建大量对象。

考虑内存成本。

大多数对象属性可以对外共享。

应用程序不必授权给唯一的对象，因为同一对象被实例后需要被重复使用。

例子：

比如围棋有300颗棋子，用一般的设计模式，创建一个类,每个棋子都用一个对象的话那就会非常麻烦，并且各自定义各自在棋盘的位置.....等等

而使用亨元模式来实现的话，就用两个对象 ：一个黑，一个白。

这样就可以了，至于棋子的方位不同,那只是对象的不同的外部表现形式或者说是外部状态。

这样三百多个对象就减到了两个对象。

优缺点：

优点：减少对象数量，节省内存空间
缺点：维护共享对象，需要额外开销

换句话说就是：享元模式的优点在于它大幅度地降低内存中对象的数量。但是，它做到这一点所付出的代价也是很高的：享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。另外它将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

本质：

分离与共享

 

代码举例：引用自：http://blog.csdn.net/roynee/article/details/4633474

以纯文本为例，每个字符CharFlyweight为共享的轻量级对象，而由这些字符构成的行则为非共享的对象RowFlyweight，而TextFlyweightFactory则管理其共享对象的对象池。当用户向该工厂请求字符时，就从对象池中取得，而当用户向该工厂请求字符串时候则通过创建非共享的RowFlyweight获取，但此种每个字符的获取仍然向TextFlyweightFactory共享对象的对象池提出请求。

 

【程序】

  // test.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include "stdafx.h" #include "iostream" #include "string" #include <vector> using namespace std; /** * AbstractFlyweight Class[Abstract Class] */ class AbstractFlyweight { public: AbstractFlyweight(){} virtual ~AbstractFlyweight(){} /// Interface of Writing the Element of Flyweight virtual void Write()=0; }; class CharFlyweight:public AbstractFlyweight { public: /*constructor and destructor*/ CharFlyweight(char tChar) { this->_Char=tChar; } virtual ~CharFlyweight(){} /// Interface of Writing the Element of Flyweight virtual void Write() { cout<<this->_Char<<flush; return; } /// Get the Char virtual char GetChar() { return this->_Char; } private: char _Char; }; class RowFlyweight:public AbstractFlyweight { public: RowFlyweight(){} virtual ~RowFlyweight(){} /// Interface of Writing the Element of Flyweight virtual void Write() { for(vector<abstractflyweight>::iterator iter=this->_vecFlyweight.begin();iter!=this->_vecFlyweight.end();++iter) (*iter)->Write(); return; } virtual void AddFlyweight(AbstractFlyweight * flyweight) { this->_vecFlyweight.push_back(flyweight); } private: vector<abstractflyweight> _vecFlyweight; }; /** * TextFlyweightFactory: provide the CharFlyweight object */ class TextFlyweightFactory { public: /*Constructor and destructor*/ TextFlyweightFactory(){} virtual ~TextFlyweightFactory(){} /// Get the CharFlyweight Object virtual AbstractFlyweight* GetFlyweight(char _char) { vector<charflyweight>::iterator iter = this->_vecCharFlyweight.begin(); for(;iter != this->_vecCharFlyweight.end();++iter) { if((*iter)->GetChar()==_char)return *iter; } CharFlyweight *newchar=new CharFlyweight(_char);/*new character*/ this->_vecCharFlyweight.push_back(newchar); /*Record it*/ return newchar; } virtual AbstractFlyweight* GetFlyweight(string str) { RowFlyweight *row=new RowFlyweight(); for(int i=0;i < str.length();++i) row->AddFlyweight(this->GetFlyweight(str[i])); /*Get the char from VecCharFlyweight*/ return row; } /// Just be used to show the size of vector virtual int SizeVector() { return this->_vecCharFlyweight.size(); } private: /*CharFlyweight Vector*/ vector<charflyweight> _vecCharFlyweight; }; int main (int argc, char *argv[]) { /*Now There is A factory*/ TextFlyweightFactory *factoryApi=new TextFlyweightFactory(); /*Now Get CharFlyweight-shared*/ factoryApi->GetFlyweight('a')->Write(); factoryApi->GetFlyweight('a')->Write(); factoryApi->GetFlyweight('c')->Write(); cout<<"\nFactory's Size is: "<<factoryapi->SizeVector(); /*Now New a Row-unshared*/ factoryApi->GetFlyweight("hello \n")->Write(); return(0); } </factoryapi-></this->

运行结果：

 

  virtual AbstractFlyweight* GetFlyweight(string str) 
    { 
        RowFlyweight *row=new RowFlyweight(); 
        for(int i=0;i < str.length() -1;++i)     //这地方改成减一
            row->AddFlyweight(this->GetFlyweight(str[i]));  /*Get the char from VecCharFlyweight*/ 
        return row; 
    } 

 然后main函数修改一下更能体现共享的概念： virtual AbstractFlyweight* GetFlyweight(string str) { RowFlyweight *row=new RowFlyweight(); for(int i=0;i < str.length() -1;++i) //这地方改成减一 row->AddFlyweight(this->GetFlyweight(str[i])); /*Get the char from VecCharFlyweight*/ return row; } int main (int argc, char *argv[]) { /*Now There is A factory*/ TextFlyweightFactory *factoryApi=new TextFlyweightFactory(); /*Now Get CharFlyweight-shared*/ factoryApi->GetFlyweight('a')->Write(); factoryApi->GetFlyweight('a')->Write(); factoryApi->GetFlyweight('a')->Write(); cout<<"\nFactory's Size is: "<<factoryapi->SizeVector(); /*Now New a Row-unshared*/ factoryApi->GetFlyweight("aaaaaaa\n")->Write(); cout<<"\nFactory's Size is: "<<factoryapi->SizeVector()<<endl; return(0); } </factoryapi-></factoryapi->

输出结果是：

不错的相关网站：①http://www.csdn.net/article/2012-06-25/2806857

② http://blog.csdn.net/roynee/article/details/4633474