享元模式及C++實現

享元模式(flyweight)

flyweight是輕量級的意思，中文這邊翻譯成享元，更容易讓人理解一些。

享元模式是爲了應對大量細粒度對象重複的問題。程序中存在大量細粒度的對象，每次要使用時都必須建立一個新的對象，既影響了運行效率又增長了內存消耗。因而有了享元模式，享元模式提取出這些細粒度對象中間公共的狀態（屬性，個人理解），只生成一個實例對象，全部用到這些公共屬性對象的地方，都指向這一個實例。

根據個人理解，不少類有一部分的屬性是能夠共享的，而不可共享的部分須要提取出來，經過參數傳遞來使用。

典型的享元模式的例子爲文書處理器中以圖形結構來表示字符。一個作法是，每一個字形有其字型外觀，字模metrics，和其餘格式資訊，但爲每一個字符都生成這些書寫，就會額外消耗許多的內存空間。取而代之的是，每一個字符參照一個共享字形物件，此物件會被其餘有共同特質的字符所分享；只有每一個字符的位置才須要另外存儲。[摘自 維基百科-享元模式]

文書處理器是最廣泛的用來講明享元模式的例子。從這個例子就能看到哪些是能夠被共享的，哪些是不能被共享的，經過這種方式達到提升系統效率和減少內存消耗的目的。

從下圖看出，ConcreteFlyWeight就是能夠共享的部分，經過工廠模式的方式來選擇共享的實例，客戶端就能夠直接使用了。

我感受就有點像簡單工廠模式，區別是不像工廠模式同樣每次都生成一個不一樣的對象實例，而是返回一個現成的對象實例。

暫時就只理解了這麼多，其餘的須要在實踐中慢慢的總結。

 

經常使用場景

1.當系統中有大量的細粒度對象實例，並且這些對象實例中有一些屬性是重複的狀況下，考慮使用。

文本編輯器，輸入法之類的經常使用應用。

 

優勢

1.提升了系統的效率，減少了內存的消耗。

2.減小了重複代碼。

3.減小了系統的複雜度。

 

缺點

1.維護共享對象和查找所需的共享對象須要花費不少時間。

 

C++實現

 

 1 #ifndef _FLYWEIGHT_H_
 2 #define _FLYWEIGHT_H_
 3 
 4 
 5 class FlyWeight
 6 {
 7 public:
 8     FlyWeight(){};
 9     virtual ~FlyWeight(){};
10 
11     virtual void operation() = 0;
12 
13 };
14 
15 
16 class ConcreteFlyWeight: public FlyWeight
17 {
18 public:
19     ConcreteFlyWeight(){};
20     ~ConcreteFlyWeight(){};
21     
22     void operation();
23     
24 };
25 
26 
27 
28 #endif

FlyWeight.h

1 #include "FlyWeight.h"
2 #include <stdio.h>
3 
4 
5 void ConcreteFlyWeight::operation()
6 {
7     printf("I'm ConcreteFlyWeight!\n");
8 }

FlyWeight.cpp

 1 #ifndef _FLYWEIGHT_FACTORY_H_
 2 #define _FLYWEIGHT_FACTORY_H_
 3 
 4 #include <vector>
 5 #include "FlyWeight.h"
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 class FlyWeightFactory
10 {
11   public:
12     FlyWeightFactory();
13     ~FlyWeightFactory();
14 
15     FlyWeight* GetFlyWeight(int key);
16 
17   private:
18     vector<FlyWeight*> m_flyWeights;//不少時候爲了增長效率，使用hash表之類的結構，這裏簡單的使用vector
19 };
20 
21 #endif

FlyWeightFactory.h

 1 #include "FlyWeightFactory.h"
 2 
 3 FlyWeightFactory::FlyWeightFactory()
 4 {
 5     FlyWeight* tmp = new ConcreteFlyWeight();
 6     m_flyWeights.push_back(tmp);
 7 }
 8 
 9 
10 
11 
12 FlyWeightFactory::~FlyWeightFactory()
13 {
14     FlyWeight* tmp = m_flyWeights.at(0);
15     delete tmp;
16     tmp = NULL;
17 }
18 
19 
20 
21 
22 FlyWeight* FlyWeightFactory::GetFlyWeight(int key)
23 {
24     //簡單點表示
25     return m_flyWeights.at(key);
26 }

FlyWeightFactory.cpp

 1 #include "FlyWeightFactory.h"
 2 
 3 
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     FlyWeightFactory* factory = new FlyWeightFactory();
 8 
 9     FlyWeight* flyWeight = factory->GetFlyWeight(0);
10     flyWeight->operation();
11     return 0;
12 }

client.cpp

g++ -o client client.cpp FlyWeight.cpp FlyWeightFactory.cpp

 

運行結果