一、定義

運用共享技術(shù)有效地支持大量細粒度對象的復(fù)用，享元模式是一種結(jié)構(gòu)型模式。

二、描述

享元模式要求能夠共享的對象必須是細粒度對象，因此它又稱為輕量級模式。享元模式的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般結(jié)合工廠模式一起使用，在其結(jié)構(gòu)圖中包含了一個享元工廠類，包含以下四個角色：
1、Flyweight（抽象享元類）：它通常是一個接口或抽象類，在抽象享元類中聲明了具體享元類的公共方法，這些方法可以向外界提供享元對象的內(nèi)部數(shù)據(jù)（內(nèi)部狀態(tài)），同時也可以通過這些方法設(shè)置外部數(shù)據(jù)（外部狀態(tài)）
2、ConcreteFlyweight（具體享元類）：它實現(xiàn)了抽象享元類，其實例稱為享元對象，并在具體享元類中為內(nèi)部提供了存儲空間。通?？梢越Y(jié)合單例模式來設(shè)計具體享元類，為每一個具體享元類提供唯一的享元對象
3、UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元類）：并不是所有的抽象享元類的子類都需要被共享，用戶可以將不能被共享的子類可設(shè)計為非共享具體享元類，當(dāng)需要一個非共享具體享元類的對象時可以直接通過實例化創(chuàng)建。
4、FlyweightFactory（享元工廠類）：用于創(chuàng)建并管理享元對象，它針對抽象享元類編程，將各種類型的具體享元對象存儲在一個享元池中，一般設(shè)計為一個存儲鍵值對的集合（也可以是其他類型的集合），可以結(jié)合工廠模式設(shè)計。當(dāng)用戶請求一個具體享元對象時，享元工廠提供一個存儲在享元池中已創(chuàng)建的實例或者創(chuàng)建一個新的實例（如果不存在），返回新創(chuàng)建的實例并將其存儲在享元池中。

三、例子

X公司欲開發(fā)一個圍棋軟件，通過分析，發(fā)現(xiàn)在圍棋棋盤中包含大量的黑子和白子，它們的形狀、大小都一模一樣，只是出現(xiàn)的位置不同而已。如果將每一個棋子都作為一個獨立的對象存儲在內(nèi)存中，將可能導(dǎo)致該圍棋軟件在運行時所需要的內(nèi)存空間較大。用享元模式來設(shè)計該軟件，降低運行代價、提高系統(tǒng)性能。
IgoChessman：抽象享元類

public abstract class IgoChessman
{
    public abstract string GetColor();

    public void Display(Coordinates coord)
    {
        Console.WriteLine("棋子顏色：{0}，棋子位置：{1}", GetColor(), coord.X + "," + coord.Y);
    }
}

/// <summary>
/// 外部狀態(tài)：棋子坐標(biāo)
/// </summary>
public class Coordinates
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }

    public Coordinates()
    {

    }

    public Coordinates(int x, int y)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
    }
}

BlackIgoChessman、WhiteIgoChessman：黑棋、白棋享元類，充當(dāng)具體享元類

public class BlackIgoChessman : IgoChessman
{
    public override string GetColor()
    {
        return "黑色";
    }
}

public class WhiteIgoChessman : IgoChessman
{
    public override string GetColor()
    {
        return "白色";
    }
}

IgoChessmanFactory：享元工廠類

public class IgoChessmanFactory
{
    private static readonly IgoChessmanFactory instance = new IgoChessmanFactory(); // 使用單例模式實現(xiàn)享元
    private static Hashtable ht;    // 使用Hashtable來存儲享元對象，充當(dāng)享元池

    private IgoChessmanFactory()
    {
        ht = new Hashtable();
        IgoChessman blackChess = new BlackIgoChessman();
        ht.Add("b", blackChess);
        IgoChessman whiteChess = new WhiteIgoChessman();
        ht.Add("w", whiteChess);
    }

    public static IgoChessmanFactory GetInstance()
    {
        return instance;
    }

    public IgoChessman GetIgoChessman(string color)
    {
        IgoChessman chess = ht[color] as IgoChessman;
        return chess;
    }
}

Program：客戶端測試類

// 獲取享元工廠
IgoChessmanFactory chessFactory = IgoChessmanFactory.GetInstance();
// 通過享元工廠獲取3顆黑子
IgoChessman blackChess1 = chessFactory.GetIgoChessman("b");
IgoChessman blackChess2 = chessFactory.GetIgoChessman("b");
IgoChessman blackChess3 = chessFactory.GetIgoChessman("b");

Console.WriteLine("判斷兩顆黑子是否相同：{0}", object.ReferenceEquals(blackChess1, blackChess2));
// 通過享元工廠獲取2顆白子
IgoChessman whiteChess1 = chessFactory.GetIgoChessman("w");
IgoChessman whiteChess2 = chessFactory.GetIgoChessman("w");

Console.WriteLine("判斷兩顆白子是否相同：{0}", object.ReferenceEquals(whiteChess1, whiteChess2));
// 顯示棋子
blackChess1.Display(new Coordinates(1,2));
blackChess2.Display(new Coordinates(3, 4));
blackChess3.Display(new Coordinates(1, 3));
whiteChess1.Display(new Coordinates(2, 5));
whiteChess2.Display(new Coordinates(2, 4));

四、總結(jié)

1、優(yōu)點

（1）可以極大減少內(nèi)存中對象的數(shù)量，使得相同或相似對象在內(nèi)存中只有一份，節(jié)省系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)性能。
（2）外部狀態(tài)相對獨立，不會影響內(nèi)部狀態(tài)，使享元對象可以在不同的環(huán)境中被共享。

2、缺點

（1）系統(tǒng)變的復(fù)雜，需要分離內(nèi)外部狀態(tài)，使程序的邏輯復(fù)雜化。
（2）為了使對象可以共享，享元模式需要將享元對象的部分狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)將使得運行時間變長。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式（十一）享元的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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