C++设计模式之享元模式(Flyweight)分享!

享元模式顾名思义就是羽量级模式或者蝇级模式,形容体量小的应用,该模式主要的设计目的是为了迎合系统大量相似数据的应用而生,减少用于创建和操作相似的细碎对象所花费的成本。大量的对象会消耗高内存,享元模式给出了一个解决方案,即通过共享对象来减少内存负载。

作用

通过复用相同的对象来减少对象的创建数量,创建更小的对象组,并通过共享实现重用。通过归类,将对象的属性分为内蕴状态和外蕴状态。要创建具体的享元对象,我们需要创建一个享元工厂来统一管理对象的生成和输出,享元工厂是实现享元模式的关键。

举个例子,享元模式可以看成是一个工具箱,而享元对象就是工具箱内的具体的工具,我们在使用工具的时候,不必每回临时的制造工具,而是直接从工具箱里找到工具进行使用,这样就大大节约了制造工具的成本时间和工具占用的空间。

享元模式比较迷惑在于理解两种状态的分类,内蕴状态是对象本身的属性,在生成对象以后一般不会进行改变,比如工具中的属性:免费精选名字大全、大小、重量等,还有就是我们一般需要一个关键性的属性作为其区别于其他对象的key,如工具的话我们可以把名称作为找到工具的唯一标识。

外蕴状态是对象的外部描述,是每个对象的可变部分,比如对工具的使用地点、使用时间、使用人、工作内容的描述,这些属性不属于对象本身,而是根据每回使用情况进行变化的,这就需要制作成接口进行外部调用,而外蕴状态的维护是由调用者维护的,对象内不进行维护。

类视图

C++设计模式之享元模式(Flyweight)

实现

  //Flyweight  class tool  {  public:    //内蕴状态    string name;    int nSize;    int nWeight;  public:    //外蕴状态    virtual int used(string person, string work)=0;  }  //ConcreteFlyweight  class hammer : public tool  {  public:    hammer():name("hammer"){}    int used(string person, string work)    {      cout<< person <<"use"<<name<<"to" << work;    }    }  //ConcreteFlyweight  class screwdriver : public tool  {    screwdriver():name("screwdriver"){}    int used(string person, string work)    {      cout<< person <<"use"<< name << " to" << work;    }  }  //ConcreteFlyweight  class saw : public tool  {    saw():name("saw"){}    int used(string person, string work)    {      cout<< person <<"use"<< name <<"to" << work;    }  }    //FlyweightFactory  class toolbox  {  public:    toolbox();    virtual ~toolbox()    {      map<string,tool*>::iterator it = m_tool.find(toolname);      for(it=m_tool.begin();it!=m_tool.end();it++)      {        delete it.second;      }      }    tool* GetTool(string toolname)    {      map<string,tool*>::iterator it = m_tool.find(toolname);      if(it != m_tool.end())      {        return (tool*) it.second;      }      else      {        tool* tooltemp= NULL;        if(toolname == "hammer")          tooltemp = new hammer();        else if(toolname == "screwdriver")          tooltemp = new screwdriver();        else if(toolname == "saw")          tooltemp = new saw();          if(tooltemp !=NULL)          m_tool.insert(make_pair<string,tool*>(toolname,tooltemp));        return tooltemp;      }    }  private:    map<string,tool*> m_tool;  }    int main()  {    //外蕴状态 由调用者维护    string person1 = "zhangsan";    string person2 = "lisi";    string work1 = "make desk";    string work2 = "repair bike";    //生成工厂    toolbox tBox;    //获取享元    tool* tool1 = tBox.GetTool("hammer");    tool1.used(person1,work1);      tool* tool2 = tBox.GetTool("screwdriver");    tool2.used(person2,work2);  }    

单享元(share)和复合享元(unshare)
复合享元也既是unshareFlyweight,其不再是单一的对象,而是一系列对象的组合,他们的关系由原来的一对一的关系,变成了一对多的关系。
举例说明,如【DP】中比较经典的围棋的例子,单享元模式下,我们对围棋的颜色种类进行共享,再棋盘的工厂类中只需包含黑白两颗棋子,就能完成对棋盘下棋的整个操作,而不用对每一个棋子进行操作。但是有一天需求增加了对胜负的要求,那么就需要对棋子的坐标进行记录,对于黑白两种颜色的棋子,相对应的就会有相同颜色棋子的坐标数组容器,like:map<string,vector<Point>> 这样的结构。

应用场景

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