.Net結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式之享元模式怎么實(shí)現(xiàn)

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一、動(dòng)機(jī)（Motivate）

在軟件系統(tǒng)中，采用純粹對(duì)象方案的問題在于大量細(xì)粒度的對(duì)象會(huì)很快充斥在系統(tǒng)中，從而帶來很高的運(yùn)行時(shí)代價(jià)——主要指內(nèi)存需求方面的代價(jià)。如何在避免大量細(xì)粒度對(duì)象問題的同時(shí)，讓外部客戶程序仍然能夠透明地使用面向?qū)ο蟮姆绞絹磉M(jìn)行操作？

二、意圖（Intent）

運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。                                     

三、結(jié)構(gòu)圖（Structure）

四、模式的組成

（1）、抽象享元角色（Flyweight）:此角色是所有的具體享元類的基類，為這些類規(guī)定出需要實(shí)現(xiàn)的公共接口。那些需要外部狀態(tài)的操作可以通過調(diào)用方法以參數(shù)形式傳入。
（2）、具體享元角色（ConcreteFlyweight）：實(shí)現(xiàn)抽象享元角色所規(guī)定的接口。如果有內(nèi)部狀態(tài)的話，可以在類內(nèi)部定義。
（3）、享元工廠角色（FlyweightFactory）：本角色負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理享元角色。本角色必須保證享元對(duì)象可以被系統(tǒng)適當(dāng)?shù)毓蚕?，?dāng)一個(gè)客戶端對(duì)象調(diào)用一個(gè)享元對(duì)象的時(shí)候，享元工廠角色檢查系統(tǒng)中是否已經(jīng)有一個(gè)符合要求的享元對(duì)象，如果已經(jīng)存在，享元工廠角色就提供已存在的享元對(duì)象，如果系統(tǒng)中沒有一個(gè)符合的享元對(duì)象的話，享元工廠角色就應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)合適的享元對(duì)象。
（4）、客戶端角色（Client）：本角色需要存儲(chǔ)所有享元對(duì)象的外部狀態(tài)。

五、享元模式的具體代碼實(shí)現(xiàn)

/// <summary>
/// 享元的抽象類
/// </summary>
public abstract class Flyweight
{
    public abstract void Operation(int extrinsicState);
}
/// <summary>
/// 需要共享的具體類
/// </summary>
public class ConceteFlyweight : Flyweight
{
    public override void Operation(int extrinsicState)
    {
        Console.WriteLine("需要共享的具體Flyweight類：" + extrinsicState);
    }
}
/// <summary>
/// 不需要共享的具體類
/// </summary>
public class UnsharedConcreteFlyeight : Flyweight
{
    public override void Operation(int extrinsicState)
    {
        Console.WriteLine("不需要共享的具體Flyweight類：" + extrinsicState);
    }
}
/// <summary>
/// 一個(gè)工廠類，用來合理創(chuàng)建對(duì)象
/// </summary>
public class FlyweightFactory
{
    private Dictionary<string, Flyweight> dic = new Dictionary<string, Flyweight>();
    public Flyweight GetFlyweight(string key, bool type)
    {
        if (!dic.ContainsKey(key))
        {
            Flyweight flyweight = new UnsharedConcreteFlyeight();
            if (type)
                flyweight = new ConceteFlyweight();
            dic.Add(key, flyweight);
        }
        return (Flyweight)dic[key];
    }
}
/// <summary>
/// 客戶端調(diào)用
/// </summary>
public class App
{
    static void Main()
    {
        int extrinsicState = 26;
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        Flyweight f1 = factory.GetFlyweight("oec2003", true);
        f1.Operation(++extrinsicState);
        Flyweight f2 = factory.GetFlyweight("oec2003", true);
        f2.Operation(++extrinsicState);
        Flyweight f3 = factory.GetFlyweight("oec2004", false);
        f3.Operation(++extrinsicState);
    }
}

六、享元模式的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)：

面向?qū)ο蠛芎玫亟鉀Q了抽象性的問題，但是作為一個(gè)運(yùn)行在機(jī)器中的程序?qū)嶓w，我們需要考慮對(duì)象的代價(jià)問題。Flyweight設(shè)計(jì)模式主要解決面向?qū)ο蟮拇鷥r(jià)問題，一般不觸及面向?qū)ο蟮某橄笮詥栴}。
Flyweight采用對(duì)象共享的做法來降低系統(tǒng)中對(duì)象的個(gè)數(shù)，從而降低細(xì)粒度對(duì)象給系統(tǒng)帶來的內(nèi)存壓力。在具體實(shí)現(xiàn)方面，要注意對(duì)象狀態(tài)的處理。
對(duì)象的數(shù)量太大從而導(dǎo)致對(duì)象內(nèi)存開銷加大——什么樣的數(shù)量才算大？這需要我們仔細(xì)的根據(jù)具體應(yīng)用情況進(jìn)行評(píng)估，而不能憑空臆斷。

1、享元模式的優(yōu)點(diǎn)

（1）、享元模式的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠極大的減少系統(tǒng)中對(duì)象的個(gè)數(shù)。
（2）、享元模式由于使用了外部狀態(tài)，外部狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，不會(huì)影響到內(nèi)部狀態(tài)，所以享元模式使得享元對(duì)象能夠在不同的環(huán)境被共享。

2、享元模式的缺點(diǎn)

（1）、由于享元模式需要區(qū)分外部狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)，使得應(yīng)用程序在某種程度上來說更加復(fù)雜化了。
（2）、為了使對(duì)象可以共享，享元模式需要將享元對(duì)象的狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)使得運(yùn)行時(shí)間變化。

3、在下面所有條件都滿足時(shí)，可以考慮使用享元模式：

（1）、一個(gè)系統(tǒng)中有大量的對(duì)象；
（2）、這些對(duì)象耗費(fèi)大量的內(nèi)存；
（3）、這些對(duì)象中的狀態(tài)大部分都可以被外部化；
（4）、這些對(duì)象可以按照內(nèi)部狀態(tài)分成很多的組，當(dāng)把外部對(duì)象從對(duì)象中剔除時(shí)，每一個(gè)組都可以僅用一個(gè)對(duì)象代替軟件系統(tǒng)不依賴這些對(duì)象的身份，滿足上面的條件的系統(tǒng)可以使用享元模式。但是使用享元模式需要額外維護(hù)一個(gè)記錄子系統(tǒng)已有的所有享元的表，而這也需要耗費(fèi)資源，所以，應(yīng)當(dāng)在有足夠多的享元實(shí)例可共享時(shí)才值得使用享元模式。

七、.NET 中享元模式的實(shí)現(xiàn)

.NET在C#中有一個(gè)Code Behind機(jī)制，它表面有一個(gè)aspx文件，背后又有一個(gè)cs文件，它的編譯過程實(shí)際上會(huì)把a(bǔ)spx文件解析成C#文件，然后編譯成dll，在這個(gè)過程中，我們?cè)赼spx中寫的任何html代碼都會(huì)轉(zhuǎn)化為literal control，literal control是一個(gè)一般的文本控件，它就表示html標(biāo)記。當(dāng)這些標(biāo)記有一樣的時(shí)候，構(gòu)建控件樹的時(shí)候就會(huì)用到Flyweight模式。
它的應(yīng)用并不是那么平凡，只有在效率空間確實(shí)不高的時(shí)候我們才用它。

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