資料結構之享元模式

2021-09-29 02:47:48 字數 2013 閱讀 1102

定義: 使用共享物件可以有效地支援大量的細粒度的物件,可以降低大量重複的,細粒度的類在記憶體中的開銷。享元模式是一種行為型設計模式。。例如圍棋少年下的圍棋,乙個棋盤可以容納下361顆棋子。如果正常建立每乙個例項將會產生大量的物件,這將非常損耗資源。但這361顆棋子其實也就倆種:黑棋與白棋。使用享元設計模式分別共享一顆黑棋,一顆白棋可以減少記憶體物件數量的建立,降低記憶體開銷。享元物件做到共享的關鍵是區分內部狀態和外部狀態。

內部狀態: 儲存在享元物件內部,可以共享,不隨外部環境改變而改變;

外部狀態: 隨環境改變而改變且不可以共享的物件,在享元物件建立後,如果需要使用再傳入到享元物件內部;

涉及到的3個模型角色:

精確的來講,除了享元角色還有非享元角色存在。所以享元模式也分成純享元模式與復合享元模式。純享元模式的所有的具體享元角色都是可以共享的,不存在非共享的具體享元角色。而復合享元模式就是存在非共享的享元角色。復合享元角色的例項本身不能共享,但是它可以分解出享元角色例項再被共享。下面使用圍棋作為案例書寫乙個享元設計模式(純享元)。抽象享元角色也就是棋子,包括黑棋與白棋。

public

abstract

class

chess

}

黑棋,白棋繼承chess這個基類,並提供具體的方法實現:

public

class

blackchess

extends

chess

}public

class

whitechess

extends

chess

}

享元工廠,就是乙個容器池,建立和管理享元物件(黑棋,白棋)。這裡使用sparsearray來儲存。也可以使用陣列array,雜湊表或者其他的資料結構來儲存。

public

class

chessboard

public chess getchess

(int key)

}

使用方式:

chessboard board =

newchessboard()

; chess c1 = board.

getchess

(chessboard.black_chess)

; c1.

showcolor()

; chess c2 = board.

getchess

(chessboard.black_chess)

; c2.

showcolor()

; chess c3 = board.

getchess

(chessboard.black_chess)

; c3.

showcolor()

; chess c4 = board.

getchess

(chessboard.white_chess)

; c4.

showcolor()

; chess c5 = board.

getchess

(chessboard.white_chess)

; c5.

showcolor()

;

如上,雖然字面上有c1,2,3,4,5個物件;但是實際上記憶體上也就只建立了倆個物件。

應用場景:

優點:缺點:

小結:享元模式是一種建立型設計模式,在大量細粒度物件建立條件下使用享元模式能有效地降低記憶體消耗,提公升效率。這跟單例模式其實有點類似。單例模式著重於本身控制,即乙個程序值只存在乙個物件;享元模式對於享元工廠是可以建立多個物件的,但是對於享元角色就不會重複建立,而是使用已建立好的享元物件(快取)。它著重於具體享元角色的建立和管理。另外享元模式+單例模式的組合也許在某些特定環境下有更好的表現。

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