【设计模式】享元模式

享元模式

Flyweight，运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。它使用共享物件，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件；它适合用于只是因重复而导致使用无法令人接受的大量内存的大量物件。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构，当需要使用时再将它们传递给享元。

使用环境

如果一个应用程序使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用
对象的大多数状态可以外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象时，也可以考虑使用。

优缺点

1）享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。

2）享元模式将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

代码结构

结构图

状态

1、内蕴状态存储在享元内部，不会随环境的改变而有所不同，是可以共享的
2、外蕴状态是不可以共享的，它随环境的改变而改变的，因此外蕴状态是由客户端来保持（因为环境的变化是由客户端引起的）。

享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数转移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

代码示例

/// <summary>
    /// 所有具体享元类的超类或接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部状态
    /// </summary>
    abstract class Flyweight
    {
        public abstract void Operation(int extrinsicstate);
    }

/// <summary>
    /// 继承Flyweight超类或实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间
    /// </summary>
    class ConcreteFlyweight :Flyweight
    {
        public override void Operation(int extrinsicstate)
        {
            Console.WriteLine("具体Flyweight:" + extrinsicstate);
        }
    }

/// <summary>
    /// 指那些不需要共享的Flyweight子类，因为Flyweight接口共享成为可能，但它不能强制共享
    /// </summary>
    class UnsharedConcreteFlyweight :Flyweight
    {
        public override void Operation(int extrinsicstate)
        {
            Console.WriteLine("不共享的具体Flyweight:" + extrinsicstate);
        }
    }

/// <summary>
    /// 一个享元工厂，用来创建并管理Flyweight对象。它主要是用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在）
    /// </summary>
    class FlyweightFactory
    {
        private Hashtable flyweights= new Hashtable();
        public FlyweightFactory()
        {
            //初始化工厂时，生成三个实例
            flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());
            flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());
            flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());
        }
        public Flyweight GetFlyweight(string key)
        {
            return ((Flyweight)flyweights[key]);    //根据客户端请求，获得已生成的实例
        }
    }

/// <summary>
    /// 客户端代码
    /// </summary>
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int extrinsicstate = 22;   //代码外部状态

            FlyweightFactory f = new FlyweightFactory();
            Flyweight fx = f.GetFlyweight("X");
            fx.Operation(--extrinsicstate);

            Flyweight fy = f.GetFlyweight("Y");
            fy.Operation(--extrinsicstate);

            Flyweight fz = f.GetFlyweight("Z");
            fz.Operation(--extrinsicstate);

            Flyweight uf = new UnsharedConcreteFlyweight();
            uf.Operation(--extrinsicstate);

            Console.ReadKey();
        }
    }