浅谈设计模式之享元模式

享元模式（Flyweight）：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

这个模式核心特点就是共享。比如模板类生成对象就是有了代码共享的思维。，再就是我感觉这个模式和内存池技术很相似，可以对比理解一下。

这里要介绍两个概念：

内部状态：在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分

外部状态：随环境改变而改变的不可以共享的状态

比如说再比如五子棋、围棋对象除了颜色也就是位置不同了，这里颜色就是它们的内部状态，而坐标就是外部状态。

UML类图如下：

//提供所有享元类的接口，通过这个借口Flywight可以作用于外部的状态
abstract class Flywight
{
//实例化对象除了几个参数外基本相同时，就可以考虑将extrinsicstate作为外部状态，在方法调用时才传递过来
public abstract void Operatipn(int extrinsicstate);
}

//需要共享的具体类，为内部状态增加存储空间
class ConcreteFlyweight : Flywight
{
public override void Operation(int extrinsicstate)
{
Print("具体Flywight" + extrinsicstate)
}
}

//不需要共享的具体类
class UnSharedConcreteFlyweight : Flywight
{
public override void Operation(int extrinsicstate)
{
Print("不共享的具体Flywight" + extrinsicstate)
}
}

//享元工厂，用来创建并管理Flywight对象
class FlywightFactory
{
//创建哈希表，类似于Dictionary
Hashtable flyweights = new Hashtable();
public FlywightFactory()
{
//初始化时先生成两个实例，也可以类似单例模式，在null时再生成实例
flyweights.Add("X",new ConcreteFlyweight());
flyweights.Add("Y",new ConcreteFlyweight());
}
//根据客户端请求，获得已生成的实例
//共享对象来降低内存消耗
public Flyweight GetFlyweight(string key)
{
return (Flywight)flyweights[key];
}
}

//测试
static void Main(string[] args)
{
int extrinsicstate = 22;
FlywightFactory  f = new FlywightFactory();
Flywight fx = f.GetFlyweight("X");
fx.Operation(--extrinsicstate);

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

UnSharedConcreteFlyweight uf = new UnSharedConcreteFlyweight();
uf.Operation(--extrinsicstate);

Console.Read();
}

如果一个程序使用了大量相似的对象，而这些对象造成了很大的开销时应该考虑使用享元模式；还有对象的大部分状态都可以外部化，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，这时就应该考虑使用享元模式。

使用享元模式需要维护一个存储享元对象的享元池，而这需要耗费资源，因此，应当在多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式

享元模式的优点：

1）享元模式的优点在于它可以极大减少内存中对象的数量，使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份。

2）享元模式的外部状态相对独立，而且不会影响其内部状态，从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。

享元模式的缺点：

1）享元模式使得系统更加复杂，需要分离出内部状态和外部状态，这使得程序的逻辑复杂化。

2）为了使对象可以共享，享元模式需要将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长。

参考书籍：《大话设计模式》

参考网站：享元模式Flyweight（结构型）