享元模式之C++实现

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         享元模式（Flyweight)主要体现在“享”上，即共享。设想这么一种情况，现在有编号为A、B三栋房子，现在外面有9只大熊过来了，编号为1~9。现在规定，编号为1~3的熊只能居住在编号为A的房子中，编号为4~6的大熊只能居住在编号为B的大熊中，编号为7~9的大熊只能居住在编号为C的房子中。假如大熊非常笨，没有受过教育，它们只知道自己住的房子的编号。之所以大熊笨，是因为它们一来就建房子，然后在所建的房子墙上写上自己对应的住房编号。这样到最后的结果必然是：建造了9栋房子，3栋编号为A的房子、3栋编号为B的房子、3栋编号为C的房子。

         为了防止上述现象的发生，我们可以这么做：每只大熊在建房之前看下自己所对应编号的住房是否存在，如果存在就直接住在里面，如果不存在，就开始建房。这样一来，最终的结果便是：编号为1~3的大熊一起住在原有的A栋房子里面，编号为4~6的大熊一起住在原有的B栋房子里面，编号为7~9的大熊一起住在新建的C栋房子里。这样，最后的结果必然是：总共有3栋房子，编号为A、B和C的房子各仅有一栋。

        显然，两种结果对比：后者的结果要比前者好得多，因为效率要高于前者，而且也不会浪费那么大的空间。我们可以称后者采用的就是“享元模式”。

        享元模式的定义：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

       享元模式结构

本图来自《大话设计模式》

       C++代码实现

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
class Flyweight//抽象的享元类
{
public:
	virtual void Operation(int i)=0;
};
class ConcreteFlyWeight:public Flyweight//共享的子类
{
public:
	void Operation(int i)
	{
		cout<<"共享的FlyWeight:"<<i<<endl;
	}
};
class UnsharedConcreteFlyweight:public Flyweight//不共享的子类
{
	void Operation(int i)
	{
		cout<<"不共享的FlyWeight:"<<i<<endl;
	}
};
class FlyweightFactory//享元工厂
{
private:
	map<string,Flyweight*>flyweights;//模块名列表
public:
	FlyweightFactory()//初始共享模块列表
	{
		flyweights["X"]=new ConcreteFlyWeight();//这里需要用堆，因为这是给客户程序返回的，如果不用堆，则会返回局部对象的引用
		flyweights["Y"]=new ConcreteFlyWeight();
		flyweights["Z"]=new ConcreteFlyWeight();//所有的属性为“Z”的模块都只对应这个一个实例，这正是享元模式的精髓所在呀
	}
	
	Flyweight* GetFlyWeight(string key)//工厂返回享元对象，而这些对象的属性都存放在一个该工厂的模块名列表中
	{
		if(!flyweights.count(key) )//先检查下是否在列表中，如果不在则新建该列表项
		{
			flyweights[key]=new ConcreteFlyWeight();//这里只能返回堆空间，否则在主函数中将出处
		}
		return flyweights[key];
	}
	map<string,Flyweight*>::size_type countN()//返回当前有多少个可供共享的模块
	{
		return flyweights.size();
	}
};
int main()
{
	int i=100;
	FlyweightFactory f;//整个过程值采用一个工厂

	Flyweight *px=f.GetFlyWeight("X");//获取X对应的模块，相当于用属性列表给固定部分穿上衣服
	px->Operation(--i);

	Flyweight *py=f.GetFlyWeight("Y");//获取Y对应的模块
	py->Operation(--i);
	
	Flyweight *pd=f.GetFlyWeight("D");//D不在初始化列表中，但会自动加入到列表中
	pd->Operation(--i);

	cout<<"可供共享的模块有:"<<f.countN()<<"个!"<<endl;
	/*******C++的哪些繁琐事儿!!!防止内存泄露*********/
	delete px;
	delete py;
	delete pd;

	return 0;
}

        测试结果

         

参考资料：

[1]《大话设计模式》

[2]《设计模式之禅》

[3]《HeadFirst设计模式》