设计模式-享元模式实践案例

享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，其核心思想是通过共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用，减少创建对象的数量，以节省系统资源，特别是内存。

以下是一个使用 Java 实现享元模式的实践案例：

场景描述

假设我们正在开发一个文本编辑器，需要处理大量的字符对象。每个字符都有自己的样式属性，如字体、大小、颜色等。为了避免为文档中的每个字符创建大量对象，我们可以使用享元模式来重用相同样式的字符对象。

步骤1：创建享元接口

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1// 字符享元接口
2public interface CharacterFlyweight {
3    void display();
4}

步骤2：实现具体的享元类

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1// 具体的字符享元类
2public class ConcreteCharacterFlyweight implements CharacterFlyweight {
3    private char character;
4    private String style; // 字体样式，例如字体大小，颜色等
5
6    public ConcreteCharacterFlyweight(char character, String style) {
7        this.character = character;
8        this.style = style;
9    }
10
11    @Override
12    public void display() {
13        System.out.println("Character: " + character + " with Style: " + style);
14    }
15}

步骤3：创建享元工厂类

享元工厂类用于创建和管理享元对象，确保相同的享元只被创建一次。

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1import java.util.HashMap;
2import java.util.Map;
3
4// 享元工厂类
5public class FlyweightFactory {
6    private Map<String, CharacterFlyweight> flyweights = new HashMap<>();
7
8    public CharacterFlyweight getFlyweight(char character, String style) {
9        String key = character + "-" + style;
10        if (!flyweights.containsKey(key)) {
11            flyweights.put(key, new ConcreteCharacterFlyweight(character, style));
12        }
13        return flyweights.get(key);
14    }
15}

步骤4：客户端代码使用享元模式

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1public class FlyweightPatternDemo {
2    public static void main(String[] args) {
3        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
4        String style = "Font: Arial, Size: 12, Color: Black";
5
6        CharacterFlyweight charA = factory.getFlyweight('A', style);
7        charA.display();
8
9        CharacterFlyweight charB = factory.getFlyweight('B', style);
10        charB.display();
11
12        // 由于样式相同，这里的 charA2 会重用之前创建的 'A' 字符对象
13        CharacterFlyweight charA2 = factory.getFlyweight('A', style);
14        charA2.display();
15
16        // 验证两个 'A' 字符是否是相同的实例
17        System.out.println("charA == charA2: " + (charA == charA2));
18    }
19}

在上述代码中，

ConcreteCharacterFlyweight 是具体的享元类，表示具有特定样式的字符。FlyweightFactory 负责管理享元对象的缓存，getFlyweight 方法确保不会为相同的字符和样式创建多个对象。

客户端代码通过享元工厂来获取享元对象。如果请求了具有相同样式的相同字符，则工厂会返回之前创建的相同对象的引用，而不是创建新对象；这样可以减少实例的数量，节省内存。

享元模式在处理大量类似对象时非常有用，可以显著减少内存消耗。这种模式在图形处理、游戏开发和文本处理等领域中广泛应用。