享元模式具体实例（含代码）

学习目标：

• 了解享元模式

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学习内容：

享元模式（Flyweight Pattern）在现实生活中可以用来优化资源的使用，尤其是在需要大量创建相似对象的场景下。一个经典的现实生活例子是文本编辑器中的字符对象管理。

文本编辑器中的字符对象

假设你在使用一个文本编辑器。编辑器中会显示大量的字符，每个字符都是一个对象。如果每个字符都独立存储其样式、字体、颜色等信息，这将会占用大量内存。而实际上，许多字符是相同的，可以共享其样式和其他信息。这时候，享元模式就可以派上用场。

享元模式的应用

• 享元对象（Flyweight Object）：表示字符对象，它们共享相同的样式和其他属性。
• 享元工厂（Flyweight Factory）：管理和创建享元对象，确保相同的字符共享相同的对象。
• 外部状态（Extrinsic State）：字符的位置等不会被共享的属性。

代码实现

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 享元接口
interface Flyweight {
    void display(int row, int col);
}

// 具体享元类
class CharacterFlyweight implements Flyweight {
    private char character;

    public CharacterFlyweight(char character) {
        this.character = character;
    }

    @Override
    public void display(int row, int col) {
        System.out.println("Character: " + character + " at (" + row + ", " + col + ")");
    }
}

// 享元工厂
class FlyweightFactory {
    private Map<Character, Flyweight> flyweightMap = new HashMap<>();

    public Flyweight getFlyweight(char character) {
        Flyweight flyweight = flyweightMap.get(character);
        if (flyweight == null) {
            flyweight = new CharacterFlyweight(character);
            flyweightMap.put(character, flyweight);
        }
        return flyweight;
    }
}

// 客户端代码
public class TextEditor {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();

        String document = "Hello, World!";
        int row = 0;

        for (int col = 0; col < document.length(); col++) {
            char c = document.charAt(col);
            Flyweight flyweight = factory.getFlyweight(c);
            flyweight.display(row, col);
        }
    }
}

解释

• 享元接口（Flyweight）：定义一个方法 display，用来显示字符及其位置。
• 具体享元类（CharacterFlyweight）：实现享元接口，表示一个具体的字符。
• 享元工厂（FlyweightFactory）：管理享元对象的创建和缓存，确保相同的字符共享相同的对象。
• 客户端代码（TextEditor）：模拟一个文本编辑器，在文档中显示字符时，通过享元工厂获取共享的字符对象。

优点

• 减少内存使用：通过共享字符对象，减少了系统中字符对象的数量，节省了内存。
• 提高性能：减少了对象的创建和销毁，提高了性能。

缺点

• 增加复杂性：需要维护共享对象的工厂和外部状态，增加了系统的复杂性。
• 非共享状态的管理：需要额外的逻辑来处理非共享状态（例如字符的位置）。

总结

通过这个例子，我们可以看到享元模式如何在现实生活中应用，特别是在需要大量创建相似对象的场景下。享元模式通过共享对象来减少内存使用和提高性能，但也需要处理好共享对象的管理和非共享状态的维护。

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