[设计模式] 11 享元模式 Flyweight
转 http://blog.csdn.net/wuzhekai1985/article/details/6670298
问题
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,我们如果为没有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)。
可以从图 2-1 中看出,Flyweight 模式中有一个类似 Factory 模式的对象构造工厂
FlyweightFactory,当客户程序员(Client)需要一个对象时候就会向 FlyweightFactory 发出
请求对象的消息 GetFlyweight()消息,FlyweightFactory 拥有一个管理、存储对象的“仓
库”(或者叫对象池,vector 实现),GetFlyweight()消息会遍历对象池中的对象,如果已
经存在则直接返回给 Client,否则创建一个新的对象返回给 Client。当然可能也有不想被共
享的对象(例如结构图中的 UnshareConcreteFlyweight),但不在本模式的讲解范围,故在实
现中不给出。
举个围棋的例子,围棋的棋盘共有361格,即可放361个棋子。现在要实现一个围棋程序,该怎么办呢?首先要考虑的是棋子棋盘的实现,可以定义一个棋子的类,成员变量包括棋子的颜色、形状、位置等信息,另外再定义一个棋盘的类,成员变量中有个容器,用于存放棋子的对象。下面给出代码表示:
棋子的定义,当然棋子的属性除了颜色和位置,还有其他的,这里略去。这两个属性足以说明问题。
//棋子颜色
enum PieceColor {BLACK, WHITE};
//棋子位置
struct PiecePos
{
int x;
int y;
PiecePos(int a, int b): x(a), y(b) {}
};
//棋子定义
class Piece
{
protected:
PieceColor m_color; //颜色
PiecePos m_pos; //位置
public:
Piece(PieceColor color, PiecePos pos): m_color(color), m_pos(pos) {}
~Piece() {}
virtual void Draw() {}
};
class BlackPiece: public Piece
{
public:
BlackPiece(PieceColor color, PiecePos pos): Piece(color, pos) {}
~BlackPiece() {}
void Draw() { cout<<"绘制一颗黑棋"<<endl;}
};
class WhitePiece: public Piece
{
public:
WhitePiece(PieceColor color, PiecePos pos): Piece(color, pos) {}
~WhitePiece() {}
void Draw() { cout<<"绘制一颗白棋"<<endl;}
};
棋盘的定义:
class PieceBoard
{
private:
vector<Piece*> m_vecPiece; //棋盘上已有的棋子
string m_blackName; //黑方名称
string m_whiteName; //白方名称
public:
PieceBoard(string black, string white): m_blackName(black), m_whiteName(white){}
~PieceBoard() { Clear(); }
void SetPiece(PieceColor color, PiecePos pos) //一步棋,在棋盘上放一颗棋子
{
Piece * piece = NULL;
if(color == BLACK) //黑方下的
{
piece = new BlackPiece(color, pos); //获取一颗黑棋
cout<<m_blackName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
piece->Draw(); //在棋盘上绘制出棋子
}
else
{
piece = new WhitePiece(color, pos);
cout<<m_whiteName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
piece->Draw();
}
m_vecPiece.push_back(piece); //加入容器中
}
void Clear() //释放内存
{
int size = m_vecPiece.size();
for(int i = ; i < size; i++)
delete m_vecPiece[i];
}
};
客户的使用方式如下:
int main()
{
PieceBoard pieceBoard("A","B");
pieceBoard.SetPiece(BLACK, PiecePos(, ));
pieceBoard.SetPiece(WHITE, PiecePos(, ));
pieceBoard.SetPiece(BLACK, PiecePos(, ));
pieceBoard.SetPiece(WHITE, PiecePos(, ));
}
可以发现,棋盘的容器中存放了已下的棋子,而每个棋子包含棋子的所有属性。一盘棋往往需要含上百颗棋子,采用上面这种实现,占用的空间太大了。如何改进呢?用享元模式。其定义为:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
在围棋中,棋子就是大量细粒度的对象。其属性有内在的,比如颜色、形状等,也有外在的,比如在棋盘上的位置。内在的属性是可以共享的,区分在于外在属性。因此,可以这样设计,只需定义两个棋子的对象,一颗黑棋和一颗白棋,这两个对象含棋子的内在属性;棋子的外在属性,即在棋盘上的位置可以提取出来,存放在单独的容器中。相比之前的方案,现在容器中仅仅存放了位置属性,而原来则是棋子对象。显然,现在的方案大大减少了对于空间的需求。
关注PieceBoard 的容器,之前是vector<Piece*> m_vecPiece,现在是vector<PiecePos> m_vecPos。这里是关键。
改进后的 棋子的新定义,只包含内在属性:
//棋子颜色
enum PieceColor {BLACK, WHITE};
//棋子位置
struct PiecePos
{
int x;
int y;
PiecePos(int a, int b): x(a), y(b) {}
};
//棋子定义
class Piece
{
protected:
PieceColor m_color; //颜色
public:
Piece(PieceColor color): m_color(color) {}
~Piece() {}
virtual void Draw() {}
};
class BlackPiece: public Piece
{
public:
BlackPiece(PieceColor color): Piece(color) {}
~BlackPiece() {}
void Draw() { cout<<"绘制一颗黑棋\n"; }
};
class WhitePiece: public Piece
{
public:
WhitePiece(PieceColor color): Piece(color) {}
~WhitePiece() {}
void Draw() { cout<<"绘制一颗白棋\n";}
};
相应棋盘的定义为:
class PieceBoard
{
private:
vector<PiecePos> m_vecPos; //存放棋子的位置
Piece *m_blackPiece; //黑棋棋子
Piece *m_whitePiece; //白棋棋子
string m_blackName;
string m_whiteName;
public:
PieceBoard(string black, string white): m_blackName(black), m_whiteName(white)
{
m_blackPiece = NULL;
m_whitePiece = NULL;
}
~PieceBoard() { delete m_blackPiece; delete m_whitePiece;}
void SetPiece(PieceColor color, PiecePos pos)
{
if(color == BLACK)
{
if(m_blackPiece == NULL) //只有一颗黑棋
m_blackPiece = new BlackPiece(color);
cout<<m_blackName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
m_blackPiece->Draw();
}
else
{
if(m_whitePiece == NULL)
m_whitePiece = new WhitePiece(color);
cout<<m_whiteName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
m_whitePiece->Draw();
}
m_vecPos.push_back(pos);
}
};
客户的使用方式一样,这里不重复给出,现在给出享元模式的UML图,以围棋为例。棋盘中含两个共享的对象,黑棋子和白棋子,所有棋子的外在属性都存放在单独的容器中。
UML类图:
[设计模式] 11 享元模式 Flyweight的更多相关文章
- 设计模式-11享元模式(Flyweight Pattern)
1.模式动机 在面向对象程序设计过程中,有时会面临要创建大量相同或相似对象实例的问题.创建那么多的对象将会耗费很多的系统资源,它是系统性能提高的一个瓶颈. 享元模式就是把相同或相似对象的公共部分提取出 ...
- 乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern)
原文:乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern) [索引页][源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern) 作者:weba ...
- 二十四种设计模式:享元模式(Flyweight Pattern)
享元模式(Flyweight Pattern) 介绍运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象. 示例有一个Message实体类,某些对象对它的操作有Insert()和Get()方法,现在要运用共享技术支 ...
- 设计模式之享元模式(Flyweight)摘录
23种GOF设计模式一般分为三大类:创建型模式.结构型模式.行为模式. 创建型模式抽象了实例化过程,它们帮助一个系统独立于怎样创建.组合和表示它的那些对象.一个类创建型模式使用继承改变被实例化的类,而 ...
- 【UE4 设计模式】享元模式 Flyweight Pattern
概述 描述 运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用.系统只使用少量的对象,而这些对象都很相似,状态变化很小,可以实现对象的多次复用. 由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象,因此它又称为轻 ...
- 设计模式 笔记 享元模式 Flyweight
//---------------------------15/04/20---------------------------- //Flyweight 享元模式------对象结构型模式 /* 1 ...
- 【设计模式】—— 享元模式Flyweight
前言:[模式总览]——————————by xingoo 模式意图 享元模式,也叫[轻量级模式]或者[蝇量级模式].主要目的就是为了减少细粒度资源的消耗.比如,一个编辑器用到大量的字母数字和符号,但是 ...
- 结构型设计模式之享元模式(Flyweight)
结构 意图 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象. 适用性 一个应用程序使用了大量的对象. 完全由于使用大量的对象,造成很大的存储开销. 对象的大多数状态都可变为外部状态. 如果删除对象的外部状态, ...
- 设计模式之享元模式(FlyWeight)
#include <iostream> #include <string> #include <list> #include <vector> usin ...
随机推荐
- Professional iOS Network Programming Connecting the Enterprise to the iPhone and iPad
Book Description Learn to develop iPhone and iPad applications for networked enterprise environments ...
- .Net 接连 Oracle 数据库(Winform)
之前一直是使用Asp.Net 连接 Oracle 10g,最近想写个小程序,所以选择了 Winform.折腾半天后,才发现 Winform 与 Asp.Net 连接 Oracle 是有些许区别的. 区 ...
- VxWorks 6.9 内核编程指导之读书笔记 -- ISRs和Watchdog Timer
中断服务程序 ISR 硬件中断处理是实时系统的关键,因为它是外部时间通知系统的方式. ISR亦称为中断处理函数,是对中断的正确响应.可以使用任何ISR连接到任何没有被VxWorks使用的中断上.当关联 ...
- 20150528—html使用Jquery遍历text文本框的非空验证
<script src="jquery-1.7.2.min.js" type="text/javascript"></script> & ...
- Coarse-Grained lock 粗粒度锁
用一个锁Lock一组相关的对象 有时,需要按组来修改多个对象. 这样,在需要锁住其中一个的时候,必须连带地将其他的对象都上锁. 为每一个对象都加上一个锁是很繁琐的. 粗粒度锁是覆盖多个对象的单个锁. ...
- 项目中Service层的写法
截取自项目中的一个service实现类,记录一下: base类 package com.bupt.auth.service.base; import javax.annotation.Resource ...
- 《Apache服务之php/perl/cgi语言的支持》RHEL6——服务的优先级
安装php软件包: 安装文本浏览器 安装apache的帮助文档: 测试下是否ok 启动Apache服务关闭火墙: 编辑一个php测试页测试下: perl语言包默认系统已经安装了,直接测试下: Apac ...
- Linux操作杂记
centos7修改默认运行等级 查看当前默认运行等级: systemctl get-dafault 修改默认运行等级为5: systemctl set-default graphical.target ...
- MongoDB的常用命令
[转]http://blog.csdn.net/ithomer/article/details/17111943 mongodb由C++编写,其名字来自humongous这个单词的中间部分,从名字可见 ...
- node-mongo-native1.3.19连接mongo的最优方法
最近需要在node下连接mongo,尝试了很多方法,本文简要总结一下 选择Driver 首先,基本上有4个常见的driver供选择 1.官方的是node-mongo-native 2.基于node-m ...