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一.专栏简介
本专栏是我学习《head first》设计模式的笔记。这本书中是用Java语言为基础的，我将用C++语言重写一遍，并且详细讲述其中的设计模式，涉及是什么，为什么，怎么做，自己的心得等等。希望阅读者在读完我的这个专题后，也能在开发中灵活且正确的使用，或者在面对面试官时，能够自信地说自己熟悉常用设计模式。
本章将开始**蝇量模式（Flyweight Pattern）**的学习。
二.蝇量模式概念
当某个类的一个实例可以用于提供许多虚拟实例时，使用蝇量模式。
下面我们举一个反例，然后用蝇量模式改进。
三.不使用蝇量模式的反例
假设我们要在一个田园游戏中放置非常多的树，那么我们容易想到直接实例化一堆树，然后根据树的位置和年龄（推断大小）绘制在界面上。这里我们就不实际绘制了，用标准输出代替。代码如下：
Flyweight.h:
cpp
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
class Tree
{
public:
Tree(int x, int y, size_t age):
_x(x), _y(y), _age(age)
{}
// 强制访问每个 Tree 对象的成员，让操作系统把虚拟内存映射到物理内存，从而产生实际的内存开销，便于观察
void display()
{
cout << "树显示在（" << _x << "," << _y << ")处，年龄为：" << _age << "岁！" << endl;
}
private:
int _x;
int _y;
size_t _age;
};main.cpp:
cpp
#include "Flyweight.h"
#include <vector>
#include <windows.h>
const int TREECOUNT = 100000000;
int main()
{
vector<Tree*> trees;
for (int i = 0;i < TREECOUNT;++i)
{
Tree* tree = new Tree(i, i + 1, i + 2);
trees.push_back(tree);
}
for (const auto& e : trees)
e->display();
Sleep(60000);
return 0;
}代码很简单，就是一个Tree类，我们new很多很多个Tree，然后调用它们的display()函数进行打印输出。这里调用display()函数的操作非常关键，因为访问成员变量会造成缺页中断，操作系统将虚拟内存映射到物理内存，从而造成实际的内存开销，便于我们观察。
运行之前我电脑的内存占用：
仅百分之48。
运行之后：
内存占用高达百分之95，内存差点爆掉。
四.蝇量模式优化
直接上代码，代码如下：
FlyWeight.h:
cpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class TreeManager
{
public:
void addTree(int x, int y, size_t age)
{
treePositions.push_back(make_pair(x, y));
ages.push_back(age);
}
void displayTrees()
{
for (int i = 0;i < treePositions.size(); ++i)
{
Tree::display(treePositions[i].first, treePositions[i].second, ages[i]);
}
}
private:
vector<pair<int, int>> treePositions; // 所有树的位置
vector<size_t> ages; // 所有树的年龄
};main.cpp:
cpp
#include "Flyweight.h"
#include <windows.h>
const int TREECOUNT = 100000000;
int main()
{
TreeManager treeManager;
for (int i = 0;i < TREECOUNT;++i)
{
treeManager.addTree(i, i + 1, i + 2);
}
treeManager.displayTrees();
Sleep(60000);
return 0;
}这里我用一个TreeManager存储了所有树的状态，然后Tree类里的display()函数直接变成静态的，最终在main()函数里一个Tree对象都没有实例化，只是使用treeManager这一个对象，这个对象在displayTrees()中读取所有树的属性，调用静态的Tree::display()函数进行显示（实际上是打印）。
运行结果：
同样是显示一亿棵树，这里我的内存占用骤降至百分之58，对比之前的百分之95真是一个巨大的优化！
五.蝇量模式优点
- 减少运行时对象实例的数目，节省内存。
- 把许多"虚拟"对象的状态集中放进一个地方。
六.蝇量的用途和优点
- 用途：当一个类有许多实例，而这些实例能够用一致的方法控制时，用蝇量。
- 缺点：一旦你实现了蝇量模式，那么类的单个逻辑实例，将无法拥有和其他实例不同的独立行为。也就是说牺牲了 "实例行为的独立性"。