什么是享元模式？享元模式案例教程

運(yùn)用共享技術(shù)來(lái)有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。它通過(guò)共享已經(jīng)存在的對(duì)象來(lái)大幅度減少需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象數(shù)量、避免大量相似對(duì)象的開銷，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。

享元（Flyweight ）模式中存在以下兩種狀態(tài)：

內(nèi)部狀態(tài)，即不會(huì)隨著環(huán)境的改變而改變的可共享部分。

外部狀態(tài)，指隨環(huán)境改變而改變的不可以共享的部分。享元模式的實(shí)現(xiàn)要領(lǐng)就是區(qū)分應(yīng)用中的這兩種狀態(tài)，并將外部狀態(tài)外部化。

享元模式的主要有以下角色：

抽象享元角色（Flyweight）：通常是一個(gè)接口或抽象類，在抽象享元類中聲明了具體享元類公共的方法，這些方法可以向外界提供享元對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)（內(nèi)部狀態(tài)），同時(shí)也可以通過(guò)這些方法來(lái)設(shè)置外部數(shù)據(jù)（外部狀態(tài)）。

具體享元（Concrete Flyweight）角色 ：它實(shí)現(xiàn)了抽象享元類，稱為享元對(duì)象；在具體享元類中為內(nèi)部狀態(tài)提供了存儲(chǔ)空間。通常我們可以結(jié)合單例模式來(lái)設(shè)計(jì)具體享元類，為每一個(gè)具體享元類提供唯一的享元對(duì)象。

非享元（Unsharable Flyweight)角色 ：并不是所有的抽象享元類的子類都需要被共享，不能被共享的子類可設(shè)計(jì)為非共享具體享元類；當(dāng)需要一個(gè)非共享具體享元類的對(duì)象時(shí)可以直接通過(guò)實(shí)例化創(chuàng)建。

享元工廠（Flyweight Factory）角色 ：負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理享元角色。當(dāng)客戶對(duì)象請(qǐng)求一個(gè)享元對(duì)象時(shí)，享元工廠檢査系統(tǒng)中是否存在符合要求的享元對(duì)象，如果存在則提供給客戶；如果不存在的話，則創(chuàng)建一個(gè)新的享元對(duì)象。

用享元模式實(shí)現(xiàn)俄羅斯方塊游戲功能案例
下面的圖片是眾所周知的俄羅斯方塊中的一個(gè)個(gè)方塊，如果在俄羅斯方塊這個(gè)游戲中，每個(gè)不同的方塊都是一個(gè)實(shí)例對(duì)象，這些對(duì)象就要占用很多的內(nèi)存空間，下面利用享元模式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

先來(lái)看類圖：

代碼如下：

俄羅斯方塊有不同的形狀，我們可以對(duì)這些形狀向上抽取出AbstractBox，用來(lái)定義共性的屬性和行為。

public abstract class AbstractBox {
    public abstract String getShape();

    public void display(String color) {
        System.out.println("方塊形狀：" + this.getShape() + " 顏色：" + color);
    }
}

接下來(lái)就是定義不同的形狀了，IBox類、LBox類、OBox類等。

public class IBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "I";
    }
}

public class LBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "L";
    }
}

public class OBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "O";
    }
}

提供了一個(gè)工廠類（BoxFactory），用來(lái)管理享元對(duì)象（也就是AbstractBox子類對(duì)象），該工廠類對(duì)象只需要一個(gè)，所以可以使用單例模式。并給工廠類提供一個(gè)獲取形狀的方法。

public class BoxFactory {

    private static HashMap<String, AbstractBox> map;

    private BoxFactory() {
        map = new HashMap<String, AbstractBox>();
        AbstractBox iBox = new IBox();
        AbstractBox lBox = new LBox();
        AbstractBox oBox = new OBox();
        map.put("I", iBox);
        map.put("L", lBox);
        map.put("O", oBox);
    }

    public static final BoxFactory getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final BoxFactory INSTANCE = new BoxFactory();
    }

    public AbstractBox getBox(String key) {
        return map.get(key);
    }
}

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