GO设计模式——13、享元模式（结构型）

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享元模式（Flyweight Pattern）

享元模式（Flyweight Pattern）它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。享元模式的核心思想是共享，当需要创建一个新对象时，首先检查是否已经有与其相同的对象存在，如果存在，则直接返回该对象的引用；如果不存在，则创建一个新对象并将其加入对象池中以供下次使用。通过这种方式，可以避免重复创建相同的对象，从而减少内存占用和提高性能。

使用享元模式需要有两个前提：（1）享元对象不可变：当享元模式创建出来后，它的变量和属性不会被修改；（2）系统中存在大量重复对象：这些重复对象可以使用同一个享元，内存中只存在一份，这样会节省大量空间。当然这也是为什么享元对象不可变的原因，因为有很多引用，变更的话会引起很多问题。

享元模式的核心角色：

享元工厂（Flyweight Factory）：负责创建和管理享元对象。它维护一个享元池（Flyweight Pool），用于存储已经创建的享元对象。
享元对象（Flyweight）：表示可以共享的对象。享元对象通常包含内部状态和外部状态。内部状态是不变的，可以被多个对象共享；外部状态是可变的，每个对象都有自己的外部状态。

优缺点

（1）优点：

缩小对象的创立，升高内存中对象的数量，升高零碎的内存，提高效率。
缩小内存之外的其余资源占用。

（2）缺点：

为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性。
读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。

使用场景

系统有大量相似对象。
需要缓冲池的场景。

注意事项

（1）注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。
（2）这些类必须有一个工厂对象加以控制。

代码实现

Go 复制代码

package main

import "fmt"

// 一个文字编辑器，需要处理大量的字符对象。每个字符对象都有自己的字体、大小和颜色等属性。由于字符对象可能非常多，
// 如果每个字符对象都占用大量内存，将导致内存消耗过大。我们希望能够通过共享相同属性的字符对象，来减少内存使用。

// 享元对象：字符对象
type Character struct {
    char  rune
    font  string
    size  int
    color string
}

func (c *Character) Display() {
    fmt.Printf("Character: %c, Font: %s, Size: %d, Color: %s\n", c.char, c.font, c.size, c.color)
}

// 享元工厂：字符工厂
type CharacterFactory struct {
    characters map[rune]*Character
}

func NewCharacterFactory() *CharacterFactory {
    return &CharacterFactory{
       characters: make(map[rune]*Character),
    }
}

func (f *CharacterFactory) GetCharacter(char rune, font string, size int, color string) *Character {
    key := char
    if _, ok := f.characters[key]; !ok {
       f.characters[key] = &Character{
          char:  char,
          font:  font,
          size:  size,
          color: color,
       }
    }
    return f.characters[key]
}

// 客户端代码
func main() {
    factory := NewCharacterFactory()

    char1 := factory.GetCharacter('A', "Arial", 12, "Red")
    char1.Display()

    char2 := factory.GetCharacter('A', "Times New Roman", 14, "Blue")
    char2.Display()

    char3 := factory.GetCharacter('B', "Times New Roman", 14, "Blue")
    char3.Display()

    char4 := factory.GetCharacter('B', "Arial", 12, "Red")
    char4.Display()
}