设计模式-09 - 享元模式 flyweight pattern

1.定义

享元模式是一种设计模式，它使用共享对象来减少内存使用和提高性能。它通过存储共享的对象实例池来实现，这些实例可以被多个客户端同时使用。

享元模式定义了一个接口，使客户端可以访问共享的轻量级对象。享元可以根据其内部状态进行细分，客户端只需要提供它需要的状态即可。享元对象被存储在共享池中，如果客户端请求一个已经存在的享元，则会返回该享元，否则会创建一个新的享元并将其添加到池中。

+--------------------+| Flyweight Factory  |+--------------------+|+--------------------+| Concrete Flyweight |+--------------------+|                    ||                    ||                    ||                    |+--------------------+|+--------------------------+| Context (with Flyweight) |+--------------------------+

说明：

Flyweight Factory：创建和管理享元对象。
Concrete Flyweight：实现享元接口的具体对象。享元对象是轻量级的、不可变的，并且具有大量重复实例。
Context：使用享元对象，并为其提供外部状态。

2.内涵

享元模式通常用于以下场景：

当需要大量相同或相似对象时，例如在图形应用程序中表示图像或文本。
当对象状态存储在外部数据结构中时，例如在数据库或缓存中。
当对象创建或销毁成本很高时。

一个常见的享元模式示例是字符集中的字符对象。每个字符都可以表示为享元对象，其状态是字符的外观。当需要显示文本时，应用程序可以请求字符享元，而不需要为每个字符创建一个单独的对象。

享元模式与其他设计模式有一些相似之处：

单例模式：享元模式与单例模式类似，因为它创建了一个共享对象，但享元模式允许创建多个共享对象。
工厂方法模式：享元模式可以使用工厂方法模式来创建共享对象。
策略模式：享元模式可以使用策略模式来存储对象的内部状态。

3.使用示例

#include <iostream>
#include <unordered_map>// Flyweight class
class Character {
public:Character(char intrinsicState) : m_intrinsicState(intrinsicState) {}void draw(int extrinsicState) {std::cout << "Drawing character '" << m_intrinsicState << "' at position " << extrinsicState << std::endl;}private:char m_intrinsicState;
};// Flyweight factory
class CharacterFactory {
public:Character* getCharacter(char key) {if (m_characters.find(key) == m_characters.end()) {m_characters[key] = new Character(key);}return m_characters[key];}private:std::unordered_map<char, Character*> m_characters;
};int main() {CharacterFactory characterFactory;// Extrinsic stateint position = 0;// Drawing characters 'A', 'B', 'C' at different positionscharacterFactory.getCharacter('A')->draw(position++);characterFactory.getCharacter('B')->draw(position++);characterFactory.getCharacter('C')->draw(position++);return 0;
}