C++設(shè)計(jì)模式之享元模式(Flyweight)
享元模式顧名思義就是羽量級(jí)模式或者蠅級(jí)模式,形容體量小的應(yīng)用,該模式主要的設(shè)計(jì)目的是為了迎合系統(tǒng)大量相似數(shù)據(jù)的應(yīng)用而生,減少用于創(chuàng)建和操作相似的細(xì)碎對(duì)象所花費(fèi)的成本。大量的對(duì)象會(huì)消耗高內(nèi)存,享元模式給出了一個(gè)解決方案,即通過(guò)共享對(duì)象來(lái)減少內(nèi)存負(fù)載。
作用
通過(guò)復(fù)用相同的對(duì)象來(lái)減少對(duì)象的創(chuàng)建數(shù)量,創(chuàng)建更小的對(duì)象組,并通過(guò)共享實(shí)現(xiàn)重用。通過(guò)歸類(lèi),將對(duì)象的屬性分為內(nèi)蘊(yùn)狀態(tài)和外蘊(yùn)狀態(tài)。要?jiǎng)?chuàng)建具體的享元對(duì)象,我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)享元工廠來(lái)統(tǒng)一管理對(duì)象的生成和輸出,享元工廠是實(shí)現(xiàn)享元模式的關(guān)鍵。
舉個(gè)例子,享元模式可以看成是一個(gè)工具箱,而享元對(duì)象就是工具箱內(nèi)的具體的工具,我們?cè)谑褂霉ぞ叩臅r(shí)候,不必每回臨時(shí)的制造工具,而是直接從工具箱里找到工具進(jìn)行使用,這樣就大大節(jié)約了制造工具的成本時(shí)間和工具占用的空間。
享元模式比較迷惑在于理解兩種狀態(tài)的分類(lèi),內(nèi)蘊(yùn)狀態(tài)是對(duì)象本身的屬性,在生成對(duì)象以后一般不會(huì)進(jìn)行改變,比如工具中的屬性:名字、大小、重量等,還有就是我們一般需要一個(gè)關(guān)鍵性的屬性作為其區(qū)別于其他對(duì)象的key,如工具的話我們可以把名稱(chēng)作為找到工具的唯一標(biāo)識(shí)。
外蘊(yùn)狀態(tài)是對(duì)象的外部描述,是每個(gè)對(duì)象的可變部分,比如對(duì)工具的使用地點(diǎn)、使用時(shí)間、使用人、工作內(nèi)容的描述,這些屬性不屬于對(duì)象本身,而是根據(jù)每回使用情況進(jìn)行變化的,這就需要制作成接口進(jìn)行外部調(diào)用,而外蘊(yùn)狀態(tài)的維護(hù)是由調(diào)用者維護(hù)的,對(duì)象內(nèi)不進(jìn)行維護(hù)。
類(lèi)視圖

實(shí)現(xiàn)
//Flyweight
class tool
{
public:
//內(nèi)蘊(yùn)狀態(tài)
string name;
int nSize;
int nWeight;
public:
//外蘊(yùn)狀態(tài)
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()
{
//外蘊(yùn)狀態(tài) 由調(diào)用者維護(hù)
string person1 = "zhangsan";
string person2 = "lisi";
string work1 = "make desk";
string work2 = "repair bike";
//生成工廠
toolbox tBox;
//獲取享元
tool* tool1 = tBox.GetTool("hammer");
tool1.used(person1,work1);
tool* tool2 = tBox.GetTool("screwdriver");
tool2.used(person2,work2);
}
單享元(share)和復(fù)合享元(unshare)
復(fù)合享元也既是unshareFlyweight,其不再是單一的對(duì)象,而是一系列對(duì)象的組合,他們的關(guān)系由原來(lái)的一對(duì)一的關(guān)系,變成了一對(duì)多的關(guān)系。
舉例說(shuō)明,如【DP】中比較經(jīng)典的圍棋的例子,單享元模式下,我們對(duì)圍棋的顏色種類(lèi)進(jìn)行共享,再棋盤(pán)的工廠類(lèi)中只需包含黑白兩顆棋子,就能完成對(duì)棋盤(pán)下棋的整個(gè)操作,而不用對(duì)每一個(gè)棋子進(jìn)行操作。但是有一天需求增加了對(duì)勝負(fù)的要求,那么就需要對(duì)棋子的坐標(biāo)進(jìn)行記錄,對(duì)于黑白兩種顏色的棋子,相對(duì)應(yīng)的就會(huì)有相同顏色棋子的坐標(biāo)數(shù)組容器,like:map<string,vector<Point>> 這樣的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用場(chǎng)景
- 需要?jiǎng)?chuàng)建大量對(duì)象時(shí);
- 大多數(shù)對(duì)象可以分為內(nèi)蘊(yùn)和外蘊(yùn)狀態(tài);
- 應(yīng)用程序需要使用多種對(duì)象,并且重復(fù)使用;
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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