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一、享元（Flyweight）模式(轉(zhuǎn)貼）

Flyweight在拳擊比賽中指最輕量級，即"蠅量級"，有些作者翻譯為"羽量級"。這里使用"享元模式"更能反映模式的用意。

享元模式以共享的方式高效地支持大量的細粒度對象。享元對象能做到共享的關(guān)鍵是區(qū)分內(nèi)蘊狀態(tài)（Internal State）和外蘊狀態(tài)（External State）。內(nèi)蘊狀態(tài)是存儲在享元對象內(nèi)部并且不會隨環(huán)境改變而改變。因此內(nèi)蘊狀態(tài)并可以共享。

外蘊狀態(tài)是隨環(huán)境改變而改變的、不可以共享的狀態(tài)。享元對象的外蘊狀態(tài)必須由客戶端保存，并在享元對象被創(chuàng)建之后，在需要使用的時候再傳入到享元對象內(nèi)部。外蘊狀態(tài)與內(nèi)蘊狀態(tài)是相互獨立的。

享元模式的應(yīng)用

享元模式在編輯器系統(tǒng)中大量使用。一個文本編輯器往往會提供很多種字體，而通常的做法就是將每一個字母做成一個享元對象。享元對象的內(nèi)蘊狀態(tài)就是這個字母，而字母在文本中的位置和字模風(fēng)格等其他信息則是外蘊狀態(tài)。比如，字母a可能出現(xiàn)在文本的很多地方，雖然這些字母a的位置和字模風(fēng)格不同，但是所有這些地方使用的都是同一個字母對象。這樣一來，字母對象就可以在整個系統(tǒng)中共享。

二、單純享元模式的結(jié)構(gòu)

在單純享元模式中，所有的享元對象都是可以共享的。單純享元模式所涉及的角色如下：

抽象享元(Flyweight)角色：此角色是所有的具體享元類的超類，為這些類規(guī)定出需要實現(xiàn)的公共接口。那些需要外蘊狀態(tài)(External State)的操作可以通過調(diào)用商業(yè)方法以參數(shù)形式傳入。

具體享元(ConcreteFlyweight)角色：實現(xiàn)抽象享元角色所規(guī)定的接口。如果有內(nèi)蘊狀態(tài)的話，必須負責(zé)為內(nèi)蘊狀態(tài)提供存儲空間。享元對象的內(nèi)蘊狀態(tài)必須與對象所處的周圍環(huán)境無關(guān)，從而使得享元對象可以在系統(tǒng)內(nèi)共享的。

享元工廠(FlyweightFactory)角色：本角色負責(zé)創(chuàng)建和管理享元角色。本角色必須保證享元對象可以被系統(tǒng)適當(dāng)?shù)毓蚕怼．?dāng)一個客戶端對象調(diào)用一個享元對象的時候，享元工廠角色會檢查系統(tǒng)中是否已經(jīng)有一個復(fù)合要求的享元對象。如果已經(jīng)有了，享元工廠角色就應(yīng)當(dāng)提供這個已有的享元對象；如果系統(tǒng)中沒有一個適當(dāng)?shù)南碓獙ο蟮脑挘碓S角色就應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建一個合適的享元對象。

客戶端(Client)角色：本角色需要維護一個對所有享元對象的引用。本角色需要自行存儲所有享元對象的外蘊狀態(tài)。

三、單純享元模式的示意性源代碼

// Flyweight pattern -- Structural example

using System;

using System.Collections;

// "FlyweightFactory"

class FlyweightFactory

{

// Fields

private Hashtable flyweights = new Hashtable();

// Constructors

public FlyweightFactory()

{

flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());

flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());

flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());

}

// Methods

public Flyweight GetFlyweight(string key)

{

return((Flyweight)flyweights[ key ]);

}

// "Flyweight"

abstract class Flyweight

{

// Methods

abstract public void Operation( int extrinsicstate );

}

// "ConcreteFlyweight"

class ConcreteFlyweight : Flyweight

{

private string intrinsicstate = "A";

// Methods

override public void Operation( int extrinsicstate )

{

Console.WriteLine("ConcreteFlyweight: intrinsicstate {0}, extrinsicstate {1}",

intrinsicstate, extrinsicstate );

}

/// <summary>

/// Client test

/// </summary>

public class Client

{

public static void Main( string[] args )

{

// Arbitrary extrisic 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 );

}

四、復(fù)合享元模式的結(jié)構(gòu)

單純享元模式中，所有的享元對象都可以直接共享。下面考慮一個較為復(fù)雜的情況，即將一些單純享元使用合成模式加以復(fù)合，形成復(fù)合享元對象。這樣的復(fù)合享元對象本身不能共享，但是它們可以分解成單純享元對象，而后者則可以共享。

復(fù)合享元模式的類圖如下圖所示：

享元模式所涉及的角色有抽象享元角色、具體享元角色、復(fù)合享元角色、享員工廠角色，以及客戶端角色等。

抽象享元角色：此角色是所有的具體享元類的超類，為這些類規(guī)定出需要實現(xiàn)的公共接口。那些需要外蘊狀態(tài)(External State)的操作可以通過方法的參數(shù)傳入。抽象享元的接口使得享元變得可能，但是并不強制子類實行共享，因此并非所有的享元對象都是可以共享的。

復(fù)合享元(UnsharableFlyweight)角色：復(fù)合享元角色所代表的對象是不可以共享的，但是一個復(fù)合享元對象可以分解成為多個本身是單純享元對象的組合。復(fù)合享元角色又稱做不可共享的享元對象。

享元工廠(FlyweightFactoiy)角色：本角色負責(zé)創(chuàng)建和管理享元角色。本角色必須保證享元對象可以被系統(tǒng)適當(dāng)?shù)毓蚕怼．?dāng)一個客戶端對象請求一個享元對象的時候，享元工廠角色需要檢查系統(tǒng)中是否已經(jīng)有一個符合要求的享元對象，如果已經(jīng)有了，享元工廠角色就應(yīng)當(dāng)提供這個已有的享元對象；如果系統(tǒng)中沒有一個適當(dāng)?shù)南碓獙ο蟮脑挘碓S角色就應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建一個新的合適的享元對象。

客戶端(Client)角色：本角色還需要自行存儲所有享元對象的外蘊狀態(tài)。

注：由于復(fù)合享元模式比較復(fù)雜，這里就不再給出示意性代碼。通過將享元模式與合成模式組合在一起，可以確保復(fù)合享元中所包含的每個單純享元都具有相同的外蘊狀態(tài)，而這些單純享元的內(nèi)蘊狀態(tài)往往不同。該部分內(nèi)容可以參考《Java與模式》第31章內(nèi)容。

五、一個咖啡攤的例子

在這個咖啡攤(Coffee Stall)所使用的系統(tǒng)里，有一系列的咖啡"風(fēng)味(Flavor)"。客人到攤位上購買咖啡，所有的咖啡均放在臺子上，客人自己拿到咖啡后就離開攤位。咖啡有內(nèi)蘊狀態(tài)，也就是咖啡的風(fēng)味；咖啡沒有環(huán)境因素，也就是說沒有外蘊狀態(tài)。如果系統(tǒng)為每一杯咖啡都創(chuàng)建一個獨立的對象的話，那么就需要創(chuàng)建出很多的細小對象來。這樣就不如把咖啡按照種類(即"風(fēng)味")劃分，每一種風(fēng)味的咖啡只創(chuàng)建一個對象，并實行共享。

使用咖啡攤主的語言來講，所有的咖啡都可按"風(fēng)味"劃分成如Capucino、Espresso等，每一種風(fēng)味的咖啡不論賣出多少杯，都是全同、不可分辨的。所謂共享，就是咖啡風(fēng)味的共享，制造方法的共享等。因此，享元模式對咖啡攤來說，就意味著不需要為每一份單獨調(diào)制。攤主可以在需要時，一次性地調(diào)制出足夠一天出售的某一種風(fēng)味的咖啡。

很顯然，這里適合使用單純享元模式。系統(tǒng)的設(shè)計如下：

using System;

using System.Collections;

public abstract class Order

{

// 將咖啡賣給客人

public abstract void Serve();

// 返回咖啡的名字

public abstract string GetFlavor();

}

public class Flavor : Order

{

private string flavor;

// 構(gòu)造函數(shù)，內(nèi)蘊狀態(tài)以參數(shù)方式傳入

public Flavor(string flavor)

{

this.flavor = flavor;

}

// 返回咖啡的名字

public override string GetFlavor()

{

return this.flavor;

}

// 將咖啡賣給客人

public override void Serve()

{

Console.WriteLine("Serving flavor " + flavor);

}

public class FlavorFactory

{

private Hashtable flavors = new Hashtable();

public Order GetOrder(string key)

{

if(! flavors.ContainsKey(key))

flavors.Add(key, new Flavor(key));

return ((Order)flavors[key]);

}

public int GetTotalFlavorsMade()

{

return flavors.Count;

}

public class Client

{

private static FlavorFactory flavorFactory;

private static int ordersMade = 0;

public static void Main( string[] args )

{

flavorFactory = new FlavorFactory();

TakeOrder("Black Coffee");

凡是有該標(biāo)志的文章，都是該blog博主Caoer（草兒）原創(chuàng)，凡是索引、收藏
、轉(zhuǎn)載請注明來處和原文作者。非常感謝。

posted on 2006-02-16 09:04 草兒閱讀(1270) 評論(1) 編輯收藏所屬分類: 設(shè)計模式

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# re: 享元（Flyweight）模式 2006-05-25 19:26 pc

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