設計模式之Flyweight 享元

flyweight定義:

避免大量擁有相同內容的小類別的開銷(如耗費記憶體),使大家共用乙個類別(元類別)。

為什麼使用?

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,文字處理軟體,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,設計乙個元類別,封裝可以被共用的類別,另外,還有一些特性是取決於應用(context),是不可共用的,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用的,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。

如何使用?

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必須是可共用的,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具體實現子類別都需要被共用的,所以還有另外一種不共用的concreteflyweight:

public class unsharedconcreteflyweight implements flyweight

}flyweight factory負責維護乙個flyweight池(存放內部狀態),當使用者端請求乙個共用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。

flyweight模式在xml等資料來源中應用

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"作為可共用的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別,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"作為可共用的concreteflyweight:

public class artist

artist(string n)

}再看看flyweight factory,專門用來製造上面的可共用的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,共用的flyweight越多,空間節省也就越大。

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