类型	序号	设计模式	描述
结构型	1	适配器模式 （Adapter Pattern）	它用于在不修改已有类的情况下，将其接口转换为客户端所期望的接口。
	2	桥接模式 （Bridge Pattern）	实现了抽象化与实现化的脱耦。他们两个互相独立，不会影响到对方。
	3	组合模式 （Composite Pattern）	将对象组合成树状结构来表示“部分-整体”的层次结构。
	4	装饰模式 （Decorator Pattern）	它允许你在不改变现有对象结构的情况下，动态地将责任（功能）附加到对象上。
	5	外观模式 （Facade Pattern）	对一个子系统的接口.它提供了一个简化的接口，用于访问复杂系统中的一组接口。
	6	享元模式 （Flyweight Pattern）	对象的存储开销,它通过共享对象来减少内存使用和提高性能
	7	代理模式 （Proxy Pattern）	它提供了一个代理类来控制对于原始对象的访问

一、定义

享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。享元模式将对象分为两部分：内部状态（Intrinsic State）和外部状态（Extrinsic State）。其中，内部状态是可以共享的，而外部状态是不可共享的。

二、适用场景

享元模式适用于以下情况：

• 当应用程序需要创建大量的相似对象，并且这些对象之间存在较多的共享内部状态时，可以使用享元模式来减少内存占用。
• 当需要缓存对象以提高系统性能时，可以使用享元模式来实现对象的重用。

三、过程

享元模式的过程包括以下几个步骤：

• 创建享元工厂类（FlyweightFactory）：享元工厂类负责创建和管理享元对象，它维- 护一个享元池（Flyweight Pool），用于缓存已创建的享元对象。std::vector<Phone*> phones
• 定义享元接口（Flyweight）：享元接口定义了享元对象的公共方法，可以是抽象类或接口。这些方法可以接受外部状态作为参数。
• 实现具体享元类（ConcreteFlyweight）：具体享元类（Phone）实现了享元接口，并包含内部状态。具体享元类可以被共享和重用。
• 客户端使用享元对象：客户端通过享元工厂类获取或创建享元对象，然后调用享元对象的方法，传入外部状态。

四、享元模式类图

• 享元模式中的享元类可以有子类也可以没有
• 享元模式中可以添加享元工厂也可以不添加
• 享元工厂的作用和单例模式类似，但二者的关注点略有不同
  • 单例模式关注的是类的对象有且只有一个
  • 享元工厂关注的是某个实例对象是否可以共享
    

五、C++示例代码

以下是一个使用享元模式的示例代码，在这个示例中，我们将以电子设备制造为例，展示如何使用享元模式来减少内存占用：

• 内部状态：型号是可以共享的
• 外部状态：序列号是不可共享的,不共享的也可以提取成一个类，这个不共享的继承共享的类。

#include <iostream>
#include <unordered_map>// 享元接口：电子设备
class ElectronicDevice {
public:virtual void displayInfo(const std::string& serialNumber) = 0;
};// 具体享元类：手机
class Phone : public ElectronicDevice {
private:std::string model;public:Phone(const std::string& model) : model(model) {}void displayInfo(const std::string& serialNumber) override {std::cout << "Model: " << model << ", Serial Number: " << serialNumber << std::endl;}
};// 享元工厂类：电子设备工厂
class ElectronicDeviceFactory {
private:std::unordered_map<std::string, ElectronicDevice*> flyweights;public:ElectronicDevice* getPhone(const std::string& model) {if (flyweights.find(model) == flyweights.end()) {flyweights[model] = new Phone(model);}return flyweights[model];}
};int main() {ElectronicDeviceFactory deviceFactory;// 内部状态：型号是可以共享的ElectronicDevice* phone1 = deviceFactory.getPhone("iPhone X");ElectronicDevice* phone2 = deviceFactory.getPhone("iPhone X");ElectronicDevice* phone3 = deviceFactory.getPhone("Pixel 5");// 外部状态：序列号是不可共享的,不共享的也可以提取成一个类，这个不共享的继承共享的phone1->displayInfo("123456");phone2->displayInfo("654321");phone3->displayInfo("987654");phone3->displayInfo("123");return 0;
}

输出

在上述示例中，我们定义了一个享元接口 ElectronicDevice，具体享元类 Phone 实现了该接口。Phone 类中包含了内部状态 model，即手机型号。

享元工厂类 ElectronicDeviceFactory 负责创建和管理享元对象。在 getPhone 方法中，我们通过遍历 phones 容器来查找是否已经有该型号的手机。如果有，则直接返回共享对象；如果没有，则创建一个新的手机对象，并将其添加到 phones 容器中。

在 main 函数中，我们通过 ElectronicDeviceFactory 创建了三个电子设备对象，其中两个是相同型号的手机。通过调用 displayInfo 方法，我们可以看到输出的结果中共享了相同型号的手机对象。

六、使用注意事项

享元模式可以减少内存占用，但增加了系统的复杂性。需要权衡共享的程度和复杂性之间的关系，避免过度共享导致维护困难。
外部状态（Extrinsic State）是不可共享的，因此在使用享元模式时，需要将外部状态作为参数传递给享元对象的方法。——或者建立一个不共享的类，来继承共享的类。
注意线程安全性，特别是当享元对象在多个线程中被并发访问时。