设计模式的艺术 结构性模式之享元模式

2023-11-02 15:58

本文主要是介绍设计模式的艺术 结构性模式之享元模式,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

知道围棋的都知道围棋有两种颜色的棋子,黑色和白色,不同的地方就在于他们所放置的位置不同,大体是一样的,所以厂家生产的时候也就是批量的进行生产,反正棋子放哪他们并不需要操心,在计算机中也会存在着很多相似的对象,如果相同的对象太多将导致系统运行代价过高,内存属于计算机稀缺资源,不能随便浪费,是否有一种技术能够节约内存使用空间呢?实现对这些相同或者相似的对象的共同访问呢?答案是肯定的,这种技术就是享元模式

什么是享元模式 Flyweight Pattern

运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的复用,系统只使用少量的对象,而这些对象都很相似,状态变化可以很小,可以实现对象的多次复用,由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度的对象,因此它又被称之为轻量级模式,是一种对象结构型模式

享元模式的优点

(1)、可以极大减少内存中对象的数量,使得相同或相似对象在内存中只保存一份,从而可以节约系统资源,提高系统性能。

(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)、享元模式使得系统变得复杂,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部分状态外部化,而读取外部状态使得运行时间变长。

享元模式的适用场景

(1)、一个系统有大量相同或者相似的对象,造成内存的大量耗费

(2)、对象的大部分状态都可以外部化,可以将这些外部状态传入对象之中

(3)、在使用享元模式时需要维护一个存储享元对象的享元池,而这需要耗费一定的系统资源,因此,在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式

享元模式的具体实现

目录结构

抽象享元类

package com.company;//围棋棋子类:抽象享元类
public abstract class IgoChessman {public abstract String getColor();public void display(Coordinates coordinates) {System.out.println("棋子颜色是:" + this.getColor()+",棋子的位置:"+coordinates.getX()+","+coordinates.getY());}}

具体享元类

package com.company;//黑色棋子类:具体享元类
public class BlackIgoChessman extends IgoChessman {@Overridepublic String getColor() {return "黑色";}
}
package com.company;//白色棋子类:具体享元类
public class WhiteIgoChessman extends IgoChessman {@Overridepublic String getColor() {return "白色";}
}

享元工厂类

package com.company;import java.util.Hashtable;//围棋棋子工厂类:享元工厂类,使用单例模式进行设计
public class IgoChessmanFactory  {private static IgoChessmanFactory instance=new IgoChessmanFactory();private static Hashtable ht; //使用hashtable对象存储享元对象,充当享元池private IgoChessmanFactory(){ht=new Hashtable();IgoChessman black,white;black=new BlackIgoChessman();ht.put("b",black);//白色white=new WhiteIgoChessman();ht.put("w",white);}//返回享元工厂类的唯一实例public static IgoChessmanFactory getInstance(){return  instance;}//通过key来获取存储在Hashtable中的享元对象public  IgoChessman getIgoChessman(String color){return  (IgoChessman) ht.get(color);}
}

外部状态类

package com.company;//坐标类,外部状态类
public class Coordinates {private int x;private int y;public Coordinates(int x,int y){this.x=x;this.y=y;}public int getX() {return x;}public void setX(int x) {this.x = x;}public int getY() {return y;}public void setY(int y) {this.y = y;}
}

客户端测试类

package com.company;public class Client {public static void main(String[] args) {IgoChessman black1,black2,black3,white1,white2;IgoChessmanFactory factory;//获取享元的对象factory=IgoChessmanFactory.getInstance();//通过享元工厂获取三颗黑子black1=factory.getIgoChessman("b");black2=factory.getIgoChessman("b");black3=factory.getIgoChessman("b");System.out.println("判断两颗黑子是否相同"+(black1==black2));//通过享元工厂获取两颗白子white1=factory.getIgoChessman("w");white2=factory.getIgoChessman("w");System.out.println("判断两颗白字是否相同"+(white1==white2));//显示棋子black1.display(new Coordinates(1,2));black2.display(new Coordinates(2,2));black3.display(new Coordinates(3,2));white1.display(new Coordinates(4,2));white2.display(new Coordinates(5,2));}
}

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