2023-03-23
设计模式
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引言
抽象享元
具体享元
享元工厂
结论

引言

享元模式是一种结构型设计模式,它允许你在消耗少量内存的情况下支持大量对象。如果你需要生成大量细粒度的类实例来表示数据,而这些实例除了几个参数外基本上都是相同的,那么你可以使用享元模式来 避免大量相似类的开销。

在享元模式中,有两种状态:内部状态外部状态。内部状态是存储在享元对象内部的,而外部状态则是在享元对象外部存储的。在使用享元模式时,你可以共享内部状态,而将外部状态作为参数传递给享元对象。

抽象享元

csharp
// 抽象享元类 abstract class Flyweight { public abstract void Operation(int extrinsicState); }

具体享元

csharp
// 具体享元类 class ConcreteFlyweight : Flyweight { private readonly string _intrinsicState; public ConcreteFlyweight(string intrinsicState) { _intrinsicState = intrinsicState; } public override void Operation(int extrinsicState) { // 输出内部状态和外部状态 Console.WriteLine("Intrinsic State = " + _intrinsicState); Console.WriteLine("Extrinsic State = " + extrinsicState); } }

享元工厂

csharp
// 享元工厂类 class FlyweightFactory { private readonly Dictionary<string, Flyweight> _flyweights = new Dictionary<string, Flyweight>(); public Flyweight GetFlyweight(string key) { if (_flyweights.ContainsKey(key)) { // 如果已经存在该享元对象,则直接返回该对象 return _flyweights[key]; } else { // 如果不存在,则创建一个新的享元对象,并存储在对象池中 var flyweight = new ConcreteFlyweight(key); _flyweights.Add(key, flyweight); return flyweight; } } }

在这个例子中,我们创建了一个抽象的享元类Flyweight,一个具体的享元类ConcreteFlyweight和一个享元工厂类FlyweightFactory

FlyweightFactory中,我们使用了一个Dictionary来存储享元对象。在GetFlyweight方法中,我们首先检查Dictionary中是否已经存在了一个享元对象。如果存在,我们就返回这个对象。否则,我们就创建一个新的享元对象,并将其添加到Dictionary中。

可以这样调用:

csharp
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); Flyweight flyweight1 = factory.GetFlyweight("A"); flyweight1.Operation(1); Flyweight flyweight2 = factory.GetFlyweight("B"); flyweight2.Operation(2); Flyweight flyweight3 = factory.GetFlyweight("A"); flyweight3.Operation(3);

输出:

csharp
Intrinsic State = A Extrinsic State = 1 Intrinsic State = B Extrinsic State = 2 Intrinsic State = A Extrinsic State = 3

从输出中就可以看出,享元A的内部状态是共享的,Operation更新的只是外部状态。

结论

享元模式所带来的优势:

  • 相同对象只需要保存一份,这降低了系统中对象的数量,从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。
  • 享元模式可以避免大量相似类的开销。在软件开发中,如果需要生成大量细粒度的类实例来表示数据,如果这些实例除了几个参数外基本上都是相同的,这时候就可以使用享元模式来大幅度减少需要实例化类的数量。
  • 享元模式可以提高系统资源的利用率。由于享元模式可以减少系统中对象的数量,因此可以减少系统资源的占用,提高系统的性能。

本文作者:Peter.Pan

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