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设计模式-享元模式

概念解析

享元模式,该模式能够支持大量细粒度对象的复用。所谓细粒度对象,指的是为基本的轻量级对象,享元模式能够实现共享细粒度对象从而节约资源成本。对应的享元对象两个关键属性:

  • 内部状态:存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的状态
  • 外部状态:随环境改变而改变,不可以共享的状态,该状态在创建或者使用过程中引入

享元模式的两个主要角色为:

  • 享元对象:被共享的轻量级对象
  • 享元工厂:享元模式的核心角色:负责创建和管理享元对象。

四个设计要点:

  1. 享元对象需要为轻量级、细粒度对象
  2. 需要区分享元对象的内部状态、外部状态
  3. 享元对象内部状态是不可改变的
  4. 使用对象通过享元工厂获取,如传入key得到相同对象

享元模式类图如下:

img

优点:

  • 减少内存使用
  • 外部状态相对独立,不会影响外部状态,即在不同环境内能够在不同的环境中被共享

缺点:

  • 系统会更加复杂:需要分离内/外状态
  • 享元对象的内部状态是不可改的

应用场景:

  • 存在大量相同/相似对象,且大量使用
  • 享元对象大部分状态可以外部化,可以传入

实例分析

场景分析:颜色的选用,包含:红黄蓝绿等,每次颜色一次只能被单人占用:

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from abc import ABCMeta, abstractmethod


class Flyweight(metaclass=ABCMeta):
    """享元类"""
    @abstractmethod
    def operation(self, extrinsic_state):
        pass


class FlyweightImpl(Flyweight):
    """享元类的具体实现类"""
    def __init__(self, color):
        self.__color = color

    def operation(self, extrinsic_state):
        print("%s 取得 %s 色颜料" % (extrinsic_state, self.__color))


class FlyweightFactory():
    """享元工厂"""
    def __init__(self):
        self.__flyweights = {}

    def get_flyweight(self, key):
        pigment = self.__flyweights.get(key)
        if pigment is None:
            pigment = FlyweightImpl(key)
        return pigment


def test_flyweight():
    factory = FlyweightFactory()
    pigment_red = factory.get_flyweight("红")
    pigment_red.operation("梦之队")
    pigment_yellow = factory.get_flyweight("黄")
    pigment_yellow.operation("梦之队")
    pigment_blue1 = factory.get_flyweight("蓝")
    pigment_blue1.operation("梦之队")
    pigment_blue2 = factory.get_flyweight("蓝")
    pigment_blue2.operation("和平之队")
    """
    测试结果:
    梦之队 取得 红色颜料
    梦之队 取得 黄色颜料
    梦之队 取得 蓝色颜料
    和平之队 取得 蓝色颜料
    """
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.

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