享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，旨在通过尽可能共享对象来减少内存使用和提高性能。它将对象分为两种类型：内部状态（Intrinsic State）和外部状态（Extrinsic State）。内部状态是可以共享的，而外部状态是独立于享元对象的，并且在使用时需要注入。
使用享元模式的场景包括：
当系统中存在大量相似对象，可以通过共享这些对象来节省内存空间。
当对象的大部分状态可以转化为外部状态，并且外部状态可以在运行时传入对象时进行修改。
当需要创建大量细粒度的对象，但创建和销毁这些对象的代价很高。
以下是一个使用C#实现的享元模式的题目：
假设你正在开发一个图书馆管理系统。你需要实现一个Book类，来表示图书馆中的书籍。每本书都有一个唯一的ISBN号（内部状态），同时也有书名、作者、出版日期等信息（外部状态）。
请你使用享元模式设计并实现这个Book类，在不同图书馆中获取相同ISBN号的书籍时，共享已有的对象。并且，书籍的外部状态可以在运行时设置和修改。
提示：
创建一个BookFactory工厂类来管理享元对象的创建和共享。
在Book类中定义一个方法来设置和修改书籍的外部状态。
使用字典（Dictionary）或哈希表（Hashtable）来存储已创建的享元对象。
请完成上述要求，并附上代码实现。
// 享元接口
interface IBook
{void Display(string libraryName);void SetDetails(string title, string author, DateTime publishDate);
}// 具体享元类
class Book : IBook
{private string isbn; // 内部状态private string title; // 外部状态private string author; // 外部状态private DateTime publishDate; // 外部状态public Book(string isbn){this.isbn = isbn;}public void SetDetails(string title, string author, DateTime publishDate){this.title = title;this.author = author;this.publishDate = publishDate;}public void Display(string libraryName){Console.WriteLine($"Book ISBN: {isbn}");Console.WriteLine($"Title: {title}");Console.WriteLine($"Author: {author}");Console.WriteLine($"Publish Date: {publishDate.ToShortDateString()}");Console.WriteLine($"Library: {libraryName}");Console.WriteLine();}
}// 享元工厂类
class BookFactory
{private Dictionary<string, IBook> _books;public BookFactory() {_books = new Dictionary<string, IBook>();}public IBook GetBook(string isbn){if (_books.ContainsKey(isbn)){return _books[isbn];}else {Book book = new Book(isbn);_books.Add(isbn, book);return book;}}}// 客户端类
class Program
{static void Main(string[] args){BookFactory bookFactory = new BookFactory();// 第一个图书馆IBook book1 = bookFactory.GetBook("ISBN-1234");book1.SetDetails("Book 1", "Author 1", DateTime.Parse("2021-01-01"));book1.Display("Library 1");// 第二个图书馆IBook book2 = bookFactory.GetBook("ISBN-1234");book2.SetDetails("Book 2", "Author 2", DateTime.Parse("2022-02-02"));book2.Display("Library 1");IBook book3 = bookFactory.GetBook("ISBN-5678");book3.SetDetails("Book 3", "Author 3", DateTime.Parse("2023-03-03"));book3.Display("Library 2");IBook book4 = bookFactory.GetBook("ISBN-5678");book4.SetDetails("Book 4", "Author 4", DateTime.Parse("2024-04-04"));book4.Display("Library 2");Console.ReadKey();}
}
在上面的代码中，我们定义了IBook接口作为享元的基类，Book类实现了该接口。Book类表示具体的享元对象，其中isbn为内部状态，而title、author和publishDate为外部状态。BookFactory类作为享元工厂类，负责创建和管理享元对象。在GetBook方法中，首先检查是否已经存在相同的isbn的书籍对象，如果存在则直接返回该对象，否则创建一个新的Book对象并存储在字典中，然后返回该对象。在客户端类的Main方法中，我们创建了一个BookFactory对象，并使用它来获取不同图书馆的图书对象。注意到当获取具有相同isbn的书籍时，如果已经存在对应的享元对象，则直接返回该对象，实现了共享对象的目的。以上是一个简单的享元模式在C#中的实现。通过共享对象，我们可以减少内存开销，并且提高系统的运行效率。
)