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享元模式

代码示例

定义

摒弃了在每个对象中保存所有数据的方式, 通过共享多个对象所共有的相同状态, 让你能在有限的内存容量中载入更多对象

场景

  1. 仅在程序必须支持大量对象且没有足够的内存容量时

案例

字符对象:A-Z每个字符作为一个对象,所有的A,有着相同的属性(内在属性),例如:width、height等;也有着不同的属性(外在属性),例如:pointSize

实现方式

  1. 将需要改写为享元的类成员变量拆分为两个部分:
    • 内在状态: 包含不变的、 可在许多对象中重复使用的数据的成员变量。
    • 外在状态: 包含每个对象各自不同的情景数据的成员变量
  2. 保留类中表示内在状态的成员变量, 并将其属性设置为不可修改。 这些变量仅可在构造函数中获得初始数值。
  3. 找到所有使用外在状态成员变量的方法, 为在方法中所用的每个成员变量新建一个参数, 并使用该参数代替成员变量。
  4. 你可以有选择地创建工厂类来管理享元缓存池, 它负责在新建享元时检查已有的享元。 如果选择使用工厂, 客户端就只能通过工厂来请求享元, 它们需要将享元的内在状态作为参数传递给工厂。
  5. 客户端必须存储和计算外在状态 (情景) 的数值, 因为只有这样才能调用享元对象的方法。 为了使用方便, 外在状态和引用享元的成员变量可以移动到单独的情景类中。

优缺点

优点

  • 如果程序中有很多相似对象, 那么你将可以节省大量内存。

缺点

  • 你可能需要牺牲执行速度来换取内存, 因为他人每次调用享元方法时都需要重新计算部分情景数据。
  • 代码会变得更加复杂。 团队中的新成员总是会问: “为什么要像这样拆分一个实体的状态?”。

与其他设计模式的关系

  • 你可以使用享元模式实现组合模式*(GOF)*树的共享叶节点以节省内存。

  • 享元展示了如何生成大量的小型对象, 外观模式***(GOF)*则展示了如何用一个对象来代表整个子系统。

  • 如果你能将对象的所有共享状态简化为一个享元对象, 那么享元就和单例模式类似了。 但这两个模式有两个根本性的不同。

    1. 只会有一个单例实体, 但是享元类可以有多个实体, 各实体的内在状态也可以不同。
    2. 单例对象可以是可变的。 享元对象是不可变的。