结构型模式 - 享元模式Flyweight

学习而来，代码是自己敲的。也有些自己的理解在里边，有问题希望大家指出。

更像是单例模式 + 简单工厂模式

享元模式的定义与特点

享元（Fiyweight）模式的定义：运用共享技术来有效的支持大量细粒度对象的复用。他通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量类似类的开销，从而提高资源的利用率。

享元模式的主要优点是

• 相同对象只要保存一份，这降低了系统中细粒度对象给内存到来的压力。
• 降低了内存消耗。

享元模式其主要缺点是

• 为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性。
• 读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。

享元模式的结构与实现

享元模式的定义提出两个要求，细粒度和共享对象。因为要求细粒度，所以不可避免地会是对象数量多且性质相近，此时我们就将这些对象的信息分为两个部分：内部状态和外部状态。

• 内部状态是指对象共享出来的信息，存储在享元信息内部，并且不会随环境的改变而改变；
• 外部状态指对象得以依赖的一个标记，随环境的改变而改变，不可共享。

1. 模式的结构

• 抽象享元角色（Flyweight）：是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
• 具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口。
• 非享元（Unsharable Flyweight)角色：是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
• 享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

图 1 是享元模式的结构图，其中：  

• UnsharedConcreteFlyweight 是非享元角色，里面包含了非共享的外部状态信息 info；

• Flyweight 是抽象享元角色，里面包含了享元方法 operation(UnsharedConcreteFlyweight state)，非享元的外部状态以参数的形式通过该方法传入；

• ConcreteFlyweight 是具体享元角色，包含了关键字 key，它实现了抽象享元接口；

• FlyweightFactory 是享元工厂角色，它是关键字 key 来管理具体享元；

• 客户角色通过享元工厂获取具体享元，并访问具体享元的相关方法。

图1​​​​​

享元模式代码案例

using DesignPattern.FlyweightPattern;
using System;

namespace DesignPattern
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            FlyweightHelper();
        }

        #region Pattern - Flyweight
        static void FlyweightHelper()
        {
            LetterFlyWeight _letters = new LetterFlyWeight();
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("A"));
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("B"));
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("C"));
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("D"));
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("E"));
            Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("F"));
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("---------" + _letters.Print("E") + _letters.Print("F") + _letters.Print("F") + _letters.Print("A") + _letters.Print("C") + _letters.Print("E"));

            Console.ReadLine();
        }
        #endregion
    }
}

//======================================================================================

namespace DesignPattern.FlyweightPattern
{
    public abstract class Letter
    {
        public abstract string Print();
    }

    public class LetterA : Letter
    {
        public override string Print() { return "A"; }
    }
    public class LetterB : Letter
    {
        public override string Print() { return "B"; }
    }
    public class LetterC : Letter
    {
        public override string Print() { return "C"; }
    }
    public class LetterD : Letter
    {
        public override string Print() { return "D"; }
    }
    public class LetterE : Letter
    {
        public override string Print() { return "E"; }
    }
    public class LetterF : Letter
    {
        public override string Print() { return "F"; }
    }

    public class LetterFlyWeight
    {
        public LetterFlyWeight() { }

        private Dictionary<string, LetterFlyweight> dic = new Dictionary<string, LetterFlyweight>();

        public string Print(string letterName)
        {
            string _name = "Letter" + letterName;
            if (dic.ContainsKey(_name))
            {
                Console.WriteLine("开始重复使用：" + letterName);
                return dic[_name].Print();
            }
            else
            {
                Type[] types = Assembly.GetAssembly(typeof(LetterFlyweight)).GetTypes();
                foreach (var item in types)
                {
                    if (item.Name == _name)
                    {
                        LetterFlyweight letter = (LetterFlyweight)Activator.CreateInstance(item);
                        dic.Add(_name, letter);
                        return letter.Print();
                    }
                }
            }
            return null;
        }
    }
}

享元模式与其他功能类似模式的区别

与单例模式的区别

• 享元模式是共享大量的实例，而单例模式是一个类一个类的实例。
• 单例模式针对的是对象的创建，而享元模式针对的是对象的管理。
• 单例模式不能单独创建，享元模式是可以的。

与简单工厂模式的区别

• 享元模式在简单工厂模式的基础上加入了缓存。
• 简单工厂模式的作用仅仅是创建对象，而享元模式虽然也是创建对象，但其主要作用是管理对象。

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