结构型模式-享元模式

原创

请你打开电视看看 2024-12-02 16:35:33 ©著作权

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享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它通过共享相同的对象来减少内存使用，适合用于创建大量相似对象的场景。该模式的核心思想是：如果发现对象的某些部分是可共享的，就将这些部分提取出来，并在多个对象中共享，从而避免重复创建相同数据的对象。

核心组成

享元接口（Flyweight Interface）：定义对象的公共方法，用于外部与享元对象交互。
具体享元类（Concrete Flyweight）：实现享元接口，并存储可以共享的内部状态。
不可共享享元类（Unshared Flyweight）：并非所有的享元对象都可以被共享。对于那些不可共享的对象，使用此类来处理。
享元工厂（Flyweight Factory）：用于管理享元对象的创建和共享。它确保重复使用已有的享元对象。
内部状态（Intrinsic State）和外部状态（Extrinsic State）：

内部状态：可以被共享，存储在享元对象内部，不会随着环境变化而改变。
外部状态：不可以被共享，随着环境变化而改变，由客户端维护。
享元模式的工作原理

享元模式将对象分为两部分：

可共享的部分（即内部状态）通过享元对象共享；
不可共享的部分（即外部状态）由客户端维护，并在运行时传递给享元对象。

代码示例

以围棋棋子为例（黑棋和白棋共享棋子类型）：

// 抽象享元类
interface Flyweight {
    void place(String position); // 接受外部状态
}

// 具体享元类
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private final String color; // 内部状态（棋子的颜色）

    public ConcreteFlyweight(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void place(String position) {
        System.out.println("棋子颜色：" + color + "，放置位置：" + position);
    }
}

// 享元工厂
class FlyweightFactory {
    private final Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    public Flyweight getFlyweight(String color) {
        if (!flyweights.containsKey(color)) {
            flyweights.put(color, new ConcreteFlyweight(color));
        }
        return flyweights.get(color);
    }
}

// 客户端
public class FlyweightPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();

        Flyweight black = factory.getFlyweight("黑色");
        Flyweight white = factory.getFlyweight("白色");

        black.place("A1");
        black.place("B2");
        white.place("C3");
    }
}