享元模式C++实现（flyweight）

简介

动机

假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。
商家客户都类似，要求也就是信息发布、产品展示、博客留言、论坛等功能。
各个客户要求差别不大，但客户数量多。
内部状态和外部状态

在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分，可以成为是享元对象的内部状态。
随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态。
享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据，如果能发现这些实例除了几个参数外基本都是相同的，有时就能大幅度减少需要实例化的类的数量。
如果能把那些参数移到类实例外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

适用性

当以下情况成立时使用享元模式：
一个应用程序使用大量的对象，并且完全是由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。
对象的大多数状态都可变为外部状态，并且如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。
应用程序不依赖于对象表示。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，表示测试将返回真值。

结构

参与者

Flyweight
描述一个接口，通过这个接口Flyweight可以接受并作用于外部状态。
ConcreteFlyweight
实现Flyweight接口，并为内部状态增加空间。ConcreteFlyweight对象必须是可共享的。它所存储状态必须是内部的；即，它必须独立于ConcreteFlyweight的场景。
UnsharedConcreteFlyweight
并非所有的Flyweight子类都需要被共享。 Flyweight接口使共享成为可能，但它并不强制共享。
FlyweightFactory
创建并管理flyweight对象。
确保合理地共享flyweight。当用户请求一个flyweight时，Flyweight对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。
Client
维持一个对flyweight的引用。
计算或存储一个（多个）flyweight的外部状态。
协作

Flyweight执行时所需状态必定是内部的或外部的。内部状态存储于ConcreteFlyweight对象之中；而外部对象则由Client对象存储或计算。当用户调用flyweight对象的操作时，将该状态传递给它。
用户不直接对ConcreteFlyweight类进行实例化，而只能从FlyweightFactory对象得到ConcreteFlyweight对象，这可以保证对它们适当地进行共享。

实例

假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。商家客户要求的功能包括信息发布、产品展示、博客留言等功能。

共有a-j 10个客户，其中a-c客户需要信息发布，d-f需要产品展示，g-j客户需要博客功能。

利用享元模式模拟该公司建立网站，输出如下：

客户a: 信息发布

客户b：信息发布

。。。

网站分类总数为：3

UML

代码

在本次实验中：客户的号码就是外部状态，应该由专门的对象来处理，在这里简化为char类型的id。

另外注意没有UnsharedConcreteFlyweight类

Website类即Flyweight类

ConcreteWebsite类即ConcreteFlyweight类

#include<iostream>
#include<map>
#include<vector>
using namespace std;
 
/* 
假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。商家客户要求的功能包括信息发布、产品展示、博客留言等功能。
共有a-j 10个客户，其中a-c客户需要信息发布，d-f需要产品展示，g-j客户需要博客功能。
利用享元模式模拟该公司建立网站，输出如下：
 
客户a: 信息发布
客户b：信息发布
。。。
 
网站分类总数为：3
 */
 
class Website{
public:
    virtual void Operation(char extrinsicstate) = 0;
};
 
class ConcreteWebsite: public Website {
public:
    ConcreteWebsite(string function){
        this->function = function;
    }
    void Operation(char extrinsicstate){
        cout<<"客户"<<extrinsicstate<<": "<<function<<endl;
    }
private:
    string function;
};
 
class FlyweightFactory{
private:
    map<string, ConcreteWebsite*> flyweights;
public:
    FlyweightFactory(){
        flyweights.insert(make_pair("信息发布", new ConcreteWebsite("信息发布")));
        flyweights.insert(make_pair("产品展示", new ConcreteWebsite("产品展示")));
        flyweights.insert(make_pair("博客功能", new ConcreteWebsite("博客功能")));
    }
    Website* GetFlyweight(string key){
        if(! flyweights.count(key)){
            flyweights.insert(make_pair(key, new ConcreteWebsite(key)));
            cout<<"添加状态: "<<key<<"成功"<<endl;
        }
        return (Website*) flyweights[key];
    }
    int getSize(){
        return flyweights.size();
    }
};
 
int main(){
    FlyweightFactory *factory = new FlyweightFactory();
    vector<Website*> pool;
    for(char i = 'a'; i <= 'j'; i++){
        Website *f;
        if(i >= 'a' && i <= 'c'){
            f = factory->GetFlyweight("信息发布");
            f->Operation(i);
        }else if(i >= 'd' && i <= 'f'){
            f = factory->GetFlyweight("产品展示");
            f->Operation(i);
        }else{
            f = factory->GetFlyweight("博客功能");
            f->Operation(i);
        }
        pool.push_back(f);
    }
    cout<<"网站分类总数为："<<factory->getSize()<<endl;
    //if(pool[0] == pool[1])cout<<"THEY ARE THE SAME!"<<endl;
    return 0;
}

结果

总结

①本次实验掌握了享元模式的原理与方法，在选择flyweight时，要注意选择合适的享元类。

②按照实际情况分情况讨论具体的Flyweight类。

③不管建几个网站，只要是‘产品展示’，都是一样的，只要是‘博客’，也是完全相同的，但这样是有问题的，给企业建的网站不是一家企业，它们的数据不会相同，所以至少它们都应该有不同的账号（id值）。实际上这样写没有体现对象间的不同，只体现了它们共享的部分。

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