python--设计模式--13.1--结构性--享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）

享元模式是一种结构型设计模式，通过共享技术来支持大量细粒度对象的复用。它的核心思想是：当系统中存在大量相同或相似的对象时，只创建一个共享实例，而不是为每个使用场景都创建新对象。

核心概念

1. 内部状态（Intrinsic State）
- 可以共享的、不变的状态
- 存储在享元对象内部
- 不随环境改变
1. 外部状态（Extrinsic State）
- 不能共享的、变化的状态
- 由客户端维护
- 在使用时传递给享元对象

实际应用示例: 文字处理器（字符共享）

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class Character:
    """字符享元类"""
    
    def __init__(self, char, font_family, font_size):
        # 内部状态：字符本身和字体属性
        self.char = char
        self.font_family = font_family
        self.font_size = font_size
    
    def display(self, position_x, position_y):
        """
        显示字符
        外部状态：位置坐标
        """
        print(f"字符 '{self.char}' [{self.font_family}, {self.font_size}pt] "
              f"显示在位置({position_x}, {position_y})")

class CharacterFactory:
    """字符工厂 - 负责创建和管理享元对象"""
    
    def __init__(self):
        self._characters = {}
    
    def get_character(self, char, font_family, font_size):
        """获取字符享元"""
        key = (char, font_family, font_size)
        
        if key not in self._characters:
            print(f"创建新的字符对象: {char} ({font_family}, {font_size}pt)")
            self._characters[key] = Character(char, font_family, font_size)
        else:
            print(f"复用已有字符对象: {char} ({font_family}, {font_size}pt)")
        
        return self._characters[key]
    
    def get_total_characters(self):
        """获取创建的字符总数"""
        return len(self._characters)

class TextEditor:
    """文本编辑器 - 客户端"""
    
    def __init__(self):
        self.factory = CharacterFactory()
        self.text = []  # 存储(字符享元, x, y)的列表
    
    def insert_text(self, text, font_family, font_size, start_x, start_y):
        """插入文本"""
        x, y = start_x, start_y
        
        for char in text:
            if char != ' ':  # 空格也处理，但为了简洁，这里忽略
                # 获取字符享元
                char_flyweight = self.factory.get_character(char, font_family, font_size)
                # 存储字符和位置
                self.text.append((char_flyweight, x, y))
                x += font_size  # 简单的字符间距计算
            else:
                x += font_size // 2  # 空格间距
    
    def display_all(self):
        """显示所有文本"""
        print("\n=== 文本内容 ===")
        for char_flyweight, x, y in self.text:
            char_flyweight.display(x, y)

def text_editor_example():
    print("=== 文字处理器示例 ===")
    
    editor = TextEditor()
    
    # 插入多行文本
    editor.insert_text("Hello", "Arial", 12, 10, 10)
    editor.insert_text("World", "Arial", 12, 10, 30)
    editor.insert_text("Hello", "Times New Roman", 14, 10, 50)
    
    editor.display_all()
    
    print(f"\n总共创建的字符对象数: {editor.factory.get_total_characters()}")
    print(f"显示的字符总数: {len(editor.text)}")


if __name__ == "__main__":
    text_editor_example()