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設計模式C++描述----12.享元(Flyweight)模式

編輯:C++入門知識

一. 概述


在面向對象系統的設計何實現中,創建對象是最為常見的操作。

這裡面就有一個問題:如果一個應用程序使用了太多的對象,就會造成很大的存儲開銷。特別是對於大量輕量級(細粒度)的對象,比如在文檔編輯器的設計過程中,我們如果沒有為字母創建一個對象的話,系統可能會因為大量的對象而造成存儲開銷的浪費。

例如一個字母“a”在文檔中出現了100000次,而實際上我們可以讓這一萬個字母“a”共享一個對象,當然因為在不同的位置可能字母“a”有不同的顯示效果(例如字體和大小等設置不同),在這種情況我們可以為將對象的狀態分為“外部狀態”和“內部狀態”,將可以被共享(不會變化)的狀態作為內部狀態存儲在對象中,而外部對象(例如上面提到的字體、大小等)我們可以在適當的時候將外部對象最為參數傳遞給對象(例如在顯示的時候,將字體、大小等信息傳遞給對象)。

二. 享元模式

定義:運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。


結構圖如下:

 \

Flyweight:所有具體享元類的父類,或接口

ConcreteFlyweight:具體享元類,實現具體的操作

UnshareConcreteFlyweight:不需要共享的子類

FlyweightFactory:合理的創建並管理享元類


代碼如下:


[cpp] view plaincopyprint?//享元類  
class Flyweight 

public: 
    virtual ~Flyweight() {} 
 
    virtual void Operation(const string& extrinsicState) {} 
     
    string GetIntrinsicState() 
    { 
        return this->_intrinsicState; 
    } 
 
protected: 
    Flyweight(string intrinsicState) 
    { 
        this->_intrinsicState = intrinsicState; 
    } 
 
private: 
    string _intrinsicState; 
}; 
 
//具體享元類  
class ConcreteFlyweight:public Flyweight 

public: 
    ConcreteFlyweight(string intrinsicState):Flyweight(intrinsicState) 
    { 
        cout<<"ConcreteFlyweight Build....."<<intrinsicState<<endl; 
    } 
 
    ~ConcreteFlyweight() {} 
 
    //實現接口  
    void Operation(const string& extrinsicState) 
    { 
        cout<<"內部["<<this->GetIntrinsicState()<<"] 外部["<<extrinsicState<<"]"<<endl; 
    } 
}; 
 
//享元工廠  
class FlyweightFactory 

public: 
    FlyweightFactory() {} 
 
    ~FlyweightFactory() {} 
 
    //確保合理的共享 Flyweight  
    Flyweight* GetFlyweight(const string& key) 
    { 
        vector<Flyweight*>::iterator it = _fly.begin(); 
 
        for (; it != _fly.end();it++) 
        { 
            if ((*it)->GetIntrinsicState() == key) 
            { 
                cout<<"already created by users...."<<endl; 
                return *it; 
            } 
        } 
 
        Flyweight* fn = new ConcreteFlyweight(key); 
        _fly.push_back(fn); 
        return fn; 
    } 
 
private: 
    vector<Flyweight*> _fly; 
}; 
 
 
//測試  
int main(int argc,char* argv[]) 

    FlyweightFactory* fc = new FlyweightFactory(); 
     
    //不同的對象,享元工廠將會創建新的享元類  
    Flyweight* fw1 = fc->GetFlyweight("Object A"); 
    Flyweight* fw2 = fc->GetFlyweight("Object B"); 
     
    //相同的對象,享元工廠將會使用一個已創建的享元類  
    Flyweight* fw3 = fc->GetFlyweight("Object A"); 
 
    return 0; 

//享元類
class Flyweight
{
public:
    virtual ~Flyweight() {}

    virtual void Operation(const string& extrinsicState) {}
   
    string GetIntrinsicState()
    {
        return this->_intrinsicState;
    }

protected:
    Flyweight(string intrinsicState)
    {
        this->_intrinsicState = intrinsicState;
    }

private:
    string _intrinsicState;
};

//具體享元類
class ConcreteFlyweight:public Flyweight
{
public:
    ConcreteFlyweight(string intrinsicState):Flyweight(intrinsicState)
    {
        cout<<"ConcreteFlyweight Build....."<<intrinsicState<<endl;
    }

    ~ConcreteFlyweight() {}

    //實現接口
    void Operation(const string& extrinsicState)
    {
        cout<<"內部["<<this->GetIntrinsicState()<<"] 外部["<<extrinsicState<<"]"<<endl;
    }
};

//享元工廠
class FlyweightFactory
{
public:
    FlyweightFactory() {}

    ~FlyweightFactory() {}

    //確保合理的共享 Flyweight
    Flyweight* GetFlyweight(const string& key)
    {
        vector<Flyweight*>::iterator it = _fly.begin();

        for (; it != _fly.end();it++)
        {
            if ((*it)->GetIntrinsicState() == key)
            {
                cout<<"already created by users...."<<endl;
                return *it;
            }
        }

        Flyweight* fn = new ConcreteFlyweight(key);
        _fly.push_back(fn);
        return fn;
    }

private:
    vector<Flyweight*> _fly;
};


//測試
int main(int argc,char* argv[])
{
    FlyweightFactory* fc = new FlyweightFactory();
   
    //不同的對象,享元工廠將會創建新的享元類
    Flyweight* fw1 = fc->GetFlyweight("Object A");
    Flyweight* fw2 = fc->GetFlyweight("Object B");
   
    //相同的對象,享元工廠將會使用一個已創建的享元類
    Flyweight* fw3 = fc->GetFlyweight("Object A");

    return 0;
}
三. 說明

1. 享元工廠類是重點,因為它創建並管理享元對象,對沒有的對象它會創建,對已有的對象它會提供一個已創建的實例。

2. 可以想像有一個對象池,裡面都是一些享元類,享元工廠的作用就是從對象池裡取對象。

3. 它的目的是大幅度地減少需要實例化的類的數量。

 


摘自 lwbeyond

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