享元模式

设计模式

Flyweight模式也叫享元模式，是构造型模式之一，它通过与其他类似对象共享数据来减小内存占用。

在面向对象系统的设计和实现中，创建对象是最为常见的操作。这里面就有一个问题：如果一个应用程序使用了太多的对象，就会造成很大的存储开销。特别是对于大量轻量级（细粒度）的对象，比如在文档编辑器的设计过程中，我们如果没有为字母创建一个对象的话，系统可能会因为大量的对象而造成存储开销的浪费。例如一个字母“a”在文档中出现了10000次，而实际上我们可以让这一万个字母“a”共享一个对象，当然因为在不同的位置可能字母“a”有不同的显示效果（例如字体和大小等设置不同），在这种情况我们可以为将对象的状态分为“外部状态”和“内部状态”，将可以被共享（不会变化）的状态作为内部状态存储在对象中，而外部对象（例如上面提到的字体、大小等）我们可以在适当的时候将外部对象最为参数传递给对象（例如在显示的时候，将字体、大小等信息传递给对象）。

其中，Flyweight是抽象享元角色。它是产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态（外部状态及内部状态相关内容见后方）的接口或实现；

ConcreteFlyweight是具体享元角色，是具体的产品类，实现抽象角色定义的业务；

UnsharedConcreteFlyweight是不可共享的享元角色，一般不会出现在享元工厂中；

FlyweightFactory是享元工厂，它用于构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方法。

使用场景：

以共享的方式，支持大量的细粒度的对象。

代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(string name, int age) : m_name(name), m_age(age){};
    ~Person()
    {

    };
    virtual void prinT() = 0;
protected:
    string m_name;
    int m_age;
};

class Teacher : public Person
{
public:
    Teacher(string name, int age, string id) : Person(name, age), m_id(id){};
    ~Teacher();

    void prinT()
    {
        cout << "name:" << m_name << "   age:" << m_age << "   id:" << m_id << endl;
    }
protected:
private:
    string m_id;
};

//老师工厂
class FlyWeightTeacherFactory
{
public:
    FlyWeightTeacherFactory()
    {
        m_map.clear();
    };
    //内存管理
    ~FlyWeightTeacherFactory()
    {
        while(!m_map.empty())
        {
            Person* tmp = NULL;
            auto it = m_map.begin();
            tmp = it->second;
            m_map.erase(it);//删除节点
            delete tmp;
        }
    };
    //获取老师对象
    //有则返回，无则创建
    Person* getTeacher(string id)
    {
        Person* tmp = NULL;
        map<string, Person*>::iterator it;
        it = m_map.find(id);
        if(it == m_map.end())//没有找到
        {
            string name = "";
            int age = 0;
            cout << "\n请输入老师姓名 年龄:" << endl;
            cin >> name >> age;
            tmp = new Teacher(name, age, id);
            m_map.insert(pair<string, Person*>(id,tmp));
        }
        else
        {
            tmp = it->second;
        }
        return tmp;
    }
protected:
private:
    map<string, Person*> m_map;
};

int main()
{
    Person* p1 = NULL;
    Person* p2 = NULL;
    FlyWeightTeacherFactory* fwtf = new FlyWeightTeacherFactory;
    p1 = fwtf->getTeacher("001");
    p1->prinT();
    p2 = fwtf->getTeacher("001");
    p2->prinT();
    cout << "p1:" << p1 << "   p2:" << p2 << endl;
    cout << "Hello world!" << endl;
    return 0;
}

输入：

asd 12

输出：

请输入老师姓名 年龄:
asd 12
name:asd   age:12   id:001
name:asd   age:12   id:001
p1:0xc8a650   p2:0xc8a650
Hello world!

第二条直接打印出来，说明两次获取的是同一个对象，即p1和p2是同一个对象。后续地址也是相同的。