設計模式(十一)之 Flyweight 享元

2021-06-25 23:56:19 字數 3117 閱讀 3358

避免大量擁有相同內容的小類的開銷(如耗費記憶體),使大家共享乙個類(元類).

物件導向語言的原則就是一切都是物件,但是如果真正使用起來,有時物件數可能顯得很龐

大,比如,字處理軟體,如果以每個文字都作為乙個物件,幾千個字,物件數就是幾千,無疑耗

費記憶體,那麼我們還是要"求同存異",找出這些物件群的共同點,設計乙個元類,封裝可以被

共享的類,另外,還有一些特性是取決於應用(context),是不可共享的,這也 flyweight 中兩

個重要概念內部狀態 intrinsic 和外部狀態 extrinsic 之分.

說白點,就是先捏乙個的原始模型,然後隨著不同場合和環境,再產生各具特徵的具體模型,

很顯然,在這裡需要產生不同的新物件,所以 flyweight 模式中常出現 factory 模

式.flyweight 的內部狀態是用來共享的,flyweight factory 負責維護乙個 flyweight

pool(模式池)來存放內部狀態的物件.

flyweight 模式是乙個提高程式效率和效能的模式,會大大加快程式的執行速度.應用場合

很多:比如你要從乙個資料庫中讀取一系列字串,這些字串中有許多是重複的,那麼我們

可以將這些字串儲存在 flyweight 池(pool)中.

我們先從 flyweight 抽象介面開始:

public inte***ce flyweight

//用於本模式的抽象資料型別(自行設計)

public inte***ce extrinsicstate

下面是介面的具體實現(concreteflyweight) ,並為內部狀態增加記憶體空間,

concreteflyweight 必須是可共享的,它儲存的任何狀態都必須是內部(intrinsic),也就是

說,concreteflyweight 必須和它的應用環境場合無關.

public class concreteflyweight implements flyweight 

}

當然,並不是所有的 flyweight 具體實現子類都需要被共享的,所以還有另外一種不共享的

concreteflyweight:

public class unsharedconcreteflyweight implements flyweight 

}

flyweight factory 負責維護乙個 flyweight 池(存放內部狀態),當客戶端請求乙個共享

flyweight時,這個factory首先搜尋池中是否已經有可適用的,如果有,factory只是簡單返

回送出這個物件,否則,建立乙個新的物件,加入到池中,再返回送出這個物件.池

public class flyweightfactory 

return flyweight;

}}

至此,flyweight 模式的基本框架已經就緒,我們看看如何呼叫:

flyweightfactory factory = new flyweightfactory();

flyweight fly1 = factory.getflyweight( "fred" );

flyweight fly2 = factory.getflyweight( "wilma" );

......

從呼叫上看,好象是個純粹的 factory 使用,但奧妙就在於 factory 的內部設計上.

我們上面已經提到,當大量從資料來源中讀取字串,其中肯定有重複的,那麼我們使用

flyweight 模式可以提高效率,以唱片 cd 為例,在乙個 xml 檔案中,存放了多個 cd 的資料.

每個 cd 有三個字段:

1.出片日期(year)

2.歌唱者姓名等資訊(artist)

3.唱片曲目 (title)

其中,歌唱者姓名有可能重複,也就是說,可能有同乙個演唱者的多個不同時期 不同曲目的

cd.我們將"歌唱者姓名"作為可共享的 concreteflyweight.其他兩個字段作為

unsharedconcreteflyweight.

首先看看資料來源 xml 檔案的內容:

<?xml version="1.0"?>

another green world

1978

eno, brian

greatest hits

1950

holiday, billie

taking tiger mountain (by strategy)

1977

eno, brian

.......

雖然上面舉例 cd 只有 3 張,cd 可看成是大量重複的小類,因為其中成分只有三個字段,而且

有重複的(歌唱者姓名).

cd 就是類似上面介面 flyweight:

public class cd 

public int getyear()

public artist getartist()

public void settitle(string t)

public void setyear(int y)

public void setartist(artist a)

}

將"歌唱者姓名"作為可共享的 concreteflyweight:

public class artist 

artist(string n)

}

再看看 flyweight factory,專門用來製造上面的可共享的 concreteflyweight:artist

public class artistfactory 

return result;

}}

當你有幾千張甚至更多 cd 時,flyweight 模式將節省更多空間,共享的 flyweight 越多,空間

節省也就越大.

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