“重复的东西多了就该好好整理才行啊”
前言
面向对象技术可以解决一些灵活性或可扩展性的问题，但需要在系统中增加类和对象的个数。当对象数量太多时，将导致运行代价过高，带来性能下降等问题。为了解决这个问题，我们引入享元模式这一结构型模式。
在享元模式中：将对象之间封装好的，并且可以进行共享的这部分相同内容称为内部状态;而将那些需要外部环境来设置的不能共享的内容称为外部状态；一般享元模式中需要创建一个享元工厂维护一个享元池。
正文
享元模式包含以下角色：
抽象享元类（Flyweight）
声明了一个可以作用于外部状态的接口。同时定义了具体享元类公共的方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据（状态），也可以通过这些方法设置外部数据（状态）。
具体享元类（ConcreteFlyweight）
实现抽象享元类的接口。为内部状态提供存储空间。
非共享具体享元类（UnsharedConcreteFlyweight）
当需要非共享具体享元类的对象时直接通过实例化创建。非共享具体享元对象还可以将具体享元对象作为子节点。
享元工厂类（FlyweightFactory）
用于创建并管理享元对象。将各类型具体享元对象存储在一个享元池中。
享元模式的优缺点
优点
- 极大减少内存中对象的数量，使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份。
- 享元模式的外部状态相对独立，且不影响其内部状态，使得享元对象可以在不同环境中被共享。
缺点
- 享元模式使系统更加复杂，需要分离出内部状态和外部状态，使得程序的逻辑复杂化。
- 为了使对象可以共享，享元模式需将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长。
模式适用环境
- 一个系统有大量相同或相似对象，由于这类对象的大量使用，造成内存大量耗费。
- 对象的大部分状态都可以外部化，可以将这些外部状态传入对象中。
- 使用享元模式需维护一个存储享元对象的享元池，而这要耗费资源，因此应当在多次使用享元对象时才使用享元模式。
享元模式栗子吼
一个围棋软件，在系统中只存在一个白棋对象和一个黑棋对象，但是他们可以在棋盘的不同位置显示多次。请使用享元模式设计该软件，并写出相应Java代码。
使用简单工厂模式和单例模式实现享元工厂类的设计。
首先是分类：
- 抽象享元类IgoChessman
- 外部状态类Coordinate
- 具体享元类BlackIgoChessman、WhiteIgoChessman
- 工厂类IgoChessmanFactory
详细代码
import java.util.Hashtable;
//抽象享元类
interface IgoChessman {
public String getColor();
public void display(Coordinate cood);
}
// 外部状态类
class Coordinate {
private String color;
private int x, y;
public Coordinate(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public void setCoordinate(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public String getCoordinate() {
return "棋子的位置：" + x + "," + y;
}
}
// 具体享元类
class BlackIgoChessman implements IgoChessman {
private String color;
public BlackIgoChessman() {
this.color = "黑色";
}
public String getColor() {
return this.color;
}
public void display(Coordinate cood) {
System.out
.println("棋子颜色： " + this.color + ", " + cood.getCoordinate());
}
}
class WhiteIgoChessman implements IgoChessman {
private String color;
public WhiteIgoChessman() {
this.color = "白色";
}
public String getColor() {
return this.color;
}
public void display(Coordinate cood) {
System.out
.println("棋子颜色： " + this.color + ", " + cood.getCoordinate());
}
}
// 工厂类
class IgoChessmanFactory {
private static IgoChessmanFactory instance = new IgoChessmanFactory();
private Hashtable ht = new Hashtable();
public IgoChessmanFactory() {
BlackIgoChessman black = new BlackIgoChessman();
WhiteIgoChessman white = new WhiteIgoChessman();
ht.put("b", black);
ht.put("w", white);
}
public IgoChessman getIgoChessman(String key) {
if (key.equals("b")) {
return (IgoChessman) ht.get("b");
} else if (key.equals("w")) {
return (IgoChessman) ht.get("w");
} else {
return null;
}
}
public static IgoChessmanFactory getInstance() {
return instance;
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
IgoChessman black1, black2, black3, white1, white2;
IgoChessmanFactory factory = IgoChessmanFactory.getInstance();
black1 = factory.getIgoChessman("b");
black2 = factory.getIgoChessman("b");
black3 = factory.getIgoChessman("b");
white1 = factory.getIgoChessman("w");
white2 = factory.getIgoChessman("w");
System.out.println("两颗黑棋是否相同：" + (black1 == black2));
System.out.println("两颗白棋是否相同：" + (white1 == white2));
black1.display(new Coordinate(1, 2));
black2.display(new Coordinate(1, 3));
black3.display(new Coordinate(1, 4));
white1.display(new Coordinate(2, 2));
white2.display(new Coordinate(2, 3));
}
}
享元模式拓展
享元模式与其他模式的联用：
- 享元工厂类中通常提供静态工厂方法用于返回享元对象，使用简单工厂模式生成享元对象。
- 在系统中，享元工厂通常唯一，可以使用单例模式设计享元工厂类。
- 享元模式可以结合组合模式形成复合享元模式，统一对享元对象设置外部状态。
结果如图：
后记
享元模式对于系统性能的提高有很大的帮助作用，我们必须掌握该设计模式的实现思路以及适用情况~
