Head First设计模式之享元模式（蝇量模式）

一、定义

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

二、结构

三、实现

namespace DesignPatterns.Flyweight
{
    class Program
    {
        static Random ran = new Random();
        static Random ranIndex = new Random();
        static string[] colors = { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 20; ++i)
            {
                Circle circle = (Circle)ShapeFactory.GetCircle(GetRandomColor());
                circle.SetX(GetRandomX());
                circle.SetY(GetRandomY());
                circle.SetRadius(100);
                circle.Draw();
            }
        }
        private static string GetRandomColor()
        {
            int randKey = ranIndex.Next(0, colors.Count() - 1);
            return colors[randKey];
        }
        private static int GetRandomX()
        {
            var d = GetDouble();
            return (int)(d * 100);
        }
        private static int GetRandomY()
        {
            var d = GetDouble();
            return (int)(d * 100);
        }

        private static double GetDouble()
        {
            int randKey = ran.Next(1, 100);
            return randKey * (1.0) / 100;
        }

    }

    public interface IShape
    {
        void Draw();
    }

    public class Circle : IShape
    {
        private String color;
        private int x;
        private int y;
        private int radius;

        public Circle(String color)
        {
            this.color = color;
        }

        public void SetX(int x)
        {
            this.x = x;
        }

        public void SetY(int y)
        {
            this.y = y;
        }

        public void SetRadius(int radius)
        {
            this.radius = radius;
        }

        public void Draw()
        {
            Console.WriteLine("Circle: Draw() [Color : " + color + ", x : " + x + ", y :" + y + ", radius :" + radius);
        }
    }
    public class ShapeFactory
    {
        private static Dictionary<String, IShape> circleMap = new Dictionary<String, IShape>();

        public static IShape GetCircle(String color)
        {

            Circle circle;
            if (circleMap.ContainsKey(color))
            {
                circle = (Circle)circleMap[color];
            }
            else
            {
                circle = new Circle(color);
                circleMap[color] = circle;
                Console.WriteLine("Creating circle of color : " + color);
            }

            return circle;
        }
    }
}

四、使用场景

 1、系统中有大量对象。

2、这些对象消耗大量内存。

3、这些对象的状态大部分可以外部化。

4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。

5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

五、优缺点

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。

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。