C++ Programmer's Cookbook

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模式设计c#－－结构型－－flyweight

名称 Flyweight
结构 o_flyweight.bmp
意图 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
适用性
  • 一个应用程序使用了大量的对象。
  • 完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。
  • 对象的大多数状态都可变为外部状态。
  • 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。
  • 应用程序不依赖于对象标识。由于F l y w e i g h t 对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值。
Code Example
将内部状态（不会发生变化的状态）与外部状态（可能发生变化的状态）分离，这样不会发生变化的部分可以抽取出来共享，而可能发生变化的部分由客户维护。
// Flyweight pattern -- Structural example  


using System;
using System.Collections;

namespace DoFactory.GangOfFour.Flyweight.Structural
{
  // MainApp test application 

  class MainApp
  {
    static void Main()
    {
      // Arbitrary extrinsic state 
      int extrinsicstate = 22;
    
      FlyweightFactory f = new FlyweightFactory();

      // Work with different flyweight instances 
      Flyweight fx = f.GetFlyweight("X");
      fx.Operation(--extrinsicstate);

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

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

      UnsharedConcreteFlyweight fu = new 
        UnsharedConcreteFlyweight();

      fu.Operation(--extrinsicstate);

      // Wait for user 
      Console.Read();
    }
  }

  // "FlyweightFactory" 

  class FlyweightFactory 
  {
    private Hashtable flyweights = new Hashtable();

    // Constructor 
    public FlyweightFactory()
    {
      flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());    
      flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());
      flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());
    }

    public Flyweight GetFlyweight(string key)
    {
      return((Flyweight)flyweights[key]); 
    }
  }

  // "Flyweight" 

  abstract class Flyweight 
  {
    public abstract void Operation(int extrinsicstate);
  }

  // "ConcreteFlyweight" 

  class ConcreteFlyweight : Flyweight
  {
    public override void Operation(int extrinsicstate)
    {
      Console.WriteLine("ConcreteFlyweight: " + extrinsicstate);
    }
  }

  // "UnsharedConcreteFlyweight" 

  class UnsharedConcreteFlyweight : Flyweight
  {
    public override void Operation(int extrinsicstate)
    {
      Console.WriteLine("UnsharedConcreteFlyweight: " + 
        extrinsicstate);
    }
  }
}
 


享元模式应当在什么情况下使用

当以下所有的条件都满足时，可以考虑使用享元模式：

  • 一个系统有大量的对象。
  • 这些对象耗费大量的内存。
  • 这些对象的状态中的大部分都可以外部化。
  • 这些对象可以按照内蕴状态分成很多的组，当把外蕴对象从对象中剔除时，每一个组都可以仅用一个对象代替。
  • 软件系统不依赖于这些对象的身份，换言之，这些对象可以是不可分辨的。

满足以上的这些条件的系统可以使用享元对象。

最后，使用享元模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的表，而这需要耗费资源。因此，应当在有足够多的享元实例可供共享时才值得使用享元模式。


八、 享元模式的优点和缺点

享元模式的优点在于它大幅度地降低内存中对象的数量。但是，它做到这一点所付出的代价也是很高的：

  • 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。
  • 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。

享元模式的应用

享元模式在编辑器系统中大量使用。一个文本编辑器往往会提供很多种字体，而通常的做法就是将每一个字母做成一个享元对象。享元对象的内蕴状态就是这个字母，而字母在文本中的位置和字模风格等其他信息则是外蕴状态。比如，字母a可能出现在文本的很多地方，虽然这些字母a的位置和字模风格不同，但是所有这些地方使用的都是同一个字母对象。这样一来，字母对象就可以在整个系统中共享。

// Flyweight pattern -- Real World example  


using System;
using System.Collections;

namespace DoFactory.GangOfFour.Flyweight.RealWorld
{

  // MainApp test application 

  class MainApp
  {
    static void Main()
    {
      // Build a document with text 
      string document = "AAZZBBZB";
      char[] chars = document.ToCharArray();

      CharacterFactory f = new CharacterFactory();

      // extrinsic state 
      int pointSize = 10;

      // For each character use a flyweight object 
      foreach (char c in chars)
      {
        pointSize++;
        Character character = f.GetCharacter(c);
        character.Display(pointSize);
      }

      // Wait for user 
      Console.Read();
    }
  }

  // "FlyweightFactory" 

  class CharacterFactory
  {
    private Hashtable characters = new Hashtable();

    public Character GetCharacter(char key)
    {
      // Uses "lazy initialization" 
      Character character = characters[key] as Character;
      if (character == null)
      {
        switch (key)
        {
          case 'A': character = new CharacterA(); break;
          case 'B': character = new CharacterB(); break;
            // 
          case 'Z': character = new CharacterZ(); break;
        }
        characters.Add(key, character);
      }
      return character;
    }
  }

  // "Flyweight" 

  abstract class Character
  {
    protected char symbol;
    protected int width;
    protected int height;
    protected int ascent;
    protected int descent;
    protected int pointSize;

    public abstract void Display(int pointSize);
  }

  // "ConcreteFlyweight" 

  class CharacterA : Character
  {
    // Constructor 
    public CharacterA()
    {
      this.symbol = 'A';
      this.height = 100;
      this.width = 120;
      this.ascent = 70;
      this.descent = 0;
    }

    public override void Display(int pointSize)
    {
      this.pointSize = pointSize;
      Console.WriteLine(this.symbol + 
        " (pointsize " + this.pointSize + ")");
    }
  }

  // "ConcreteFlyweight" 

  class CharacterB : Character
  {
    // Constructor 
    public CharacterB()
    {
      this.symbol = 'B';
      this.height = 100;
      this.width = 140;
      this.ascent = 72;
      this.descent = 0;
    }

    public override void Display(int pointSize)
    {
      this.pointSize = pointSize;
      Console.WriteLine(this.symbol + 
        " (pointsize " + this.pointSize + ")");
    }

  }

  //  C, D, E, etc. 

  // "ConcreteFlyweight" 

  class CharacterZ : Character
  {
    // Constructor 
    public CharacterZ()
    {
      this.symbol = 'Z';
      this.height = 100;
      this.width = 100;
      this.ascent = 68;
      this.descent = 0;
    }

    public override void Display(int pointSize)
    {
      this.pointSize = pointSize;
      Console.WriteLine(this.symbol + 
        " (pointsize " + this.pointSize + ")");
    }
  }
}
 

Output
A (pointsize 11)
A (pointsize 12)
Z (pointsize 13)
Z (pointsize 14)
B (pointsize 15)
B (pointsize 16)
Z (pointsize 17)
B (pointsize 18)

posted on 2006-01-03 15:50 梦在天涯 阅读(712) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: Design pattern


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