设计模式小结-享元模式

享元模式概述

当一个软件系统在运行时产生的对象数量太多，将导致运行代价过高，带来系统性能下降等问题。例如在一个文本字符串中存在很多重复的字符，如果每一个字符都用一个单独的对象来表示，将会占用较多的内存空间，那么我们如何去避免系统中出现大量相同或相似的对象，同时又不影响客户端程序通过面向对象的方式对这些对象进行操作？享元模式正为解决这一类问题而诞生。

示例

在围棋中,有黑白两种颜色的棋子,相同颜色的旗子除了位置不同,其他属性都是相同的,使用享元模式描述

UML图

示例解析

结合了简单工厂模式的使用,旗子由简单工厂生成,棋子的颜色和坐标由客户端指定.

示例代码

工厂方法

class IgoChessmanFactory {
private static IgoChessmanFactory instance = new IgoChessmanFactory();
private static Hashtable ht; //使用Hashtable来存储享元对象，充当享元池
private IgoChessmanFactory() {
ht = new Hashtable();
IgoChessman black,white;
black = new BlackIgoChessman();
ht.put("b",black);
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 static IgoChessman getIgoChessman(String color) {
return (IgoChessman)ht.get(color);
}
}

坐标类：外部状态类

class Coordinates {
private int x;
private int y;
public Coordinates(int x,int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public int getX() {
return this.x;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
public int getY() {
return this.y;
}
public void setY(int y) {
this.y = y;
}
}

围棋棋子类：抽象享元类

abstract class IgoChessman {
public abstract String getColor();
public void display(Coordinates coord){
System.out.println("棋子颜色：" + this.getColor() + "，棋子位置：" + coord.getX() + "，" + coord.getY() );
}
}

客户端调用

class Client {
public static void main(String args[]) {
IgoChessman black1,black2,black3,white1,white2;
IgoChessmanFactory factory;
//获取享元工厂对象
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("判断两颗白子是否相同：" + (white1==white2));
//显示棋子，同时设置棋子的坐标位置
black1.display(new Coordinates(1,2));
black2.display(new Coordinates(3,4));
black3.display(new Coordinates(1,3));
white1.display(new Coordinates(2,5));
white2.display(new Coordinates(2,4));
}
}

输出结果

判断两颗黑子是否相同：true
判断两颗白子是否相同：true
棋子颜色：黑色，棋子位置：1，2
棋子颜色：黑色，棋子位置：3，4
棋子颜色：黑色，棋子位置：1，3
棋子颜色：白色，棋子位置：2，5
棋子颜色：白色，棋子位置：2，4

外观模式优缺点

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。

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，而读取外部状态将使得运行时间变长。

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，应当在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。