设计模式C++描述----12.享元(Flyweight)模式

一. 概述

在面向对象系统的设计何实现中，创建对象是最为常见的操作。

这里面就有一个问题：如果一个应用程序使用了太多的对象，就会造成很大的存储开销。特别是对于大量轻量级（细粒度）的对象，比如在文档编辑器的设计过程中，我们如果没有为字母创建一个对象的话，系统可能会因为大量的对象而造成存储开销的浪费。

例如一个字母“a”在文档中出现了100000次，而实际上我们可以让这一万个字母“a”共享一个对象，当然因为在不同的位置可能字母“a”有不同的显示效果（例如字体和大小等设置不同），在这种情况我们可以为将对象的状态分为“外部状态”和“内部状态”，将可以被共享（不会变化）的状态作为内部状态存储在对象中，而外部对象（例如上面提到的字体、大小等）我们可以在适当的时候将外部对象最为参数传递给对象（例如在显示的时候，将字体、大小等信息传递给对象）。

二. 享元模式

定义：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

结构图如下：

Flyweight：所有具体享元类的父类，或接口

ConcreteFlyweight：具体享元类，实现具体的操作

UnshareConcreteFlyweight：不需要共享的子类

FlyweightFactory：合理的创建并管理享元类

代码如下：

1. //享元类
2. class Flyweight
3. {
4. public:
5. virtual ~Flyweight() {}
6. virtual void Operation(const string& extrinsicState) {}
7. string GetIntrinsicState()
8. {
9. return this->_intrinsicState;
10. }
11. protected:
12. Flyweight(string intrinsicState)
13. {
14. this->_intrinsicState = intrinsicState;
15. }
16. private:
17. string _intrinsicState;
18. };
19. //具体享元类
20. class ConcreteFlyweight:public Flyweight
21. {
22. public:
23. ConcreteFlyweight(string intrinsicState):Flyweight(intrinsicState)
24. {
25. cout<<"ConcreteFlyweight Build....."<<intrinsicState<<endl;
26. }
27. ~ConcreteFlyweight() {}
28. //实现接口
29. void Operation(const string& extrinsicState)
30. {
31. cout<<"内部["<<this->GetIntrinsicState()<<"] 外部["<<extrinsicState<<"]"<<endl;
32. }
33. };
34. //享元工厂
35. class FlyweightFactory
36. {
37. public:
38. FlyweightFactory() {}
39. ~FlyweightFactory() {}
40. //确保合理的共享 Flyweight
41. Flyweight* GetFlyweight(const string& key)
42. {
43. vector<Flyweight*>::iterator it = _fly.begin();
44. for (; it != _fly.end();it++)
45. {
46. if ((*it)->GetIntrinsicState() == key)
47. {
48. cout<<"already created by users...."<<endl;
49. return *it;
50. }
51. }
52. Flyweight* fn = new ConcreteFlyweight(key);
53. _fly.push_back(fn);
54. return fn;
55. }
56. private:
57. vector<Flyweight*> _fly;
58. };
59. //测试
60. int main(int argc,char* argv[])
61. {
62. FlyweightFactory* fc = new FlyweightFactory();
63. //不同的对象，享元工厂将会创建新的享元类
64. Flyweight* fw1 = fc->GetFlyweight("Object A");
65. Flyweight* fw2 = fc->GetFlyweight("Object B");
66. //相同的对象，享元工厂将会使用一个已创建的享元类
67. Flyweight* fw3 = fc->GetFlyweight("Object A");
68. return 0;
69. }

三. 说明

1. 享元工厂类是重点，因为它创建并管理享元对象，对没有的对象它会创建，对已有的对象它会提供一个已创建的实例。

2. 可以想像有一个对象池，里面都是一些享元类，享元工厂的作用就是从对象池里取对象。

3. 它的目的是大幅度地减少需要实例化的类的数量。