设计模式(11) 享元模式(FLYWEIGHT) - JAVA

问题关注：如果让我们设计一款文字编辑器，面向对象的设计方式肯定是首选。一种可能的设计方式是，将文档中的每个字符，每行，每列都认为是一个对象，提高程序的灵活性的同时，可以想象，将会耗费大量内存。享元模式，就是为了应对这种情况――共享对象，细粒度处理而无需高昂的代价。

意图：运用共享技术，有效地支持大量细粒度的对象。
动机：面向对象技术极大地提高了软件开发过程中的每个环节的效率，但是如果过于简单地使用它，代价也是极大的。以在引言里提到的文档编辑器的设计为例。常规设计：用对象来表示文档中的每个字符，每一行，每一列优点：极大提高应用程序的灵活性。缺点：极高的内存花费和运行开销。如图：

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"https://www.cppentry.com/upload_files/article/76/1_cdtr6__.png" alt="\">

物理上：

结构：

适用性： Flyweight模式的使用场景要求比较严格。其有效性很大程度上取决于如何使用它以及在何处使用它。当一下情况“都成立”时可以使用Flyweight模式：

一个应用程序使用了大量的对象
完全由于使用大量的对性爱那个，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，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象
应用程序不依赖于对象标识。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的镀锡i昂，标识测试将返回真值结构：下面的对象图说明了如何共享flyweight

参与者：
- Flyweight（Glyph）：描述了一个接口，通过这个接口flyweight可以接受并作用于外部状态
- ConcreteFlyweight（Character）：实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间
- UnsharedConcreteFlyweight（Row, Column）：并非所有的Flyweight子类都需要被共享。在Flyweight对象结构的某些层次中，UnsharedConcreteFlyweight对象通常将ConreteFlyweight作为字节带你，提供给它们外部信息。
- FlyweightFactory：创建并管理flyweight对象；确保合理地共享flyweight，当用户请求一个flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建爱你一个（如果不存在的话）。协作：
  - flyweight执行时，所需要的状态必定是内部的或外部的。
  - 用户不应直接对ConcreteFlyweight类进行实例化，而只能从FlyweightFactory对象得到ConcreteFlyweight对象，这可以保证它们适当地进行共享。效果：节省内存，因素如下：
    - 共享，使得实例总数减少
    - 对象内部状态的平均数目减少
    - 外部状态是计算得到时更提高效率，当外部状态主要是计算出来的时，节约量打到最大所以，Flyweight模式用两种方法节省内存：
      - 用共享减少内部状态的消耗
      - 用计算时间换取对外部状态的存储实现：实现Flyweight模式时，注意一下几点：
        
        处理外部状态
        
        如果不同种类的外部状态和共享前对象的数目相同的话，删除外部状态不会降低存储消耗
        
        理想情况，外部状态由一个单独的对象计算得到，且该结构的存储要求非常小
        
        在文档编辑器例子中，可以用一个单独的结构存储排版布局信息，而不是存储每一个字符对象的字体和类型信息
        
        管理共享对象
        
        用户不可以对共享对象进行直接实例化，因此FlyweightFactory可以帮助用户查找某个特定的Flyweight对象。
        
        代码示例：以上文提到的文档编辑器为例，重点讨论字体属性。类设定： Glyph类：为Flyweight的图形对象定义的基类，属于Composite类（见组合模式Composite），有图形化属性，并可以绘制自己。
        class Glyph ｛ public: virtual ~Glyph(); virtual void Draw(Window*, GlyphContext&); virtual void SetFont(Font*, GlyphContext&); virtual Font* GetFont(GlyphContext&); virtual void First(GlyphContext&); virtual void Next(GlyphContext&); virtual bool IsDone(GlyphContext&); virtual Glyph* Current(GlyphContext&); virtual void Insert(Glyph*, GlyphContext&); virtual void Remove(GlyphContext&); protected: Glyph(); };
        Character的子类存储一个字符代码：
        class Character : public Glyph { public: Character(char); virtual void Draw(Window*, GlyphContext&); private: char _charcode; };
        GlyphContext类作用：避免给每个Glyph的字体属性都分配空间，可

设计模式(11) 享元模式(FLYWEIGHT)(一)