秒懂设计模式--学习笔记(11)【结构型-享元模式】
- 开发
- 16
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10、享元模式
10.1 享元模式
- “享元”则是共享元件的意思
- 享元模式的英文flyweight是轻量级的意思,这就意味着享元模式能使程序变得更加轻量化
- 当系统存在大量的对象,并且这些对象又具有相同的内部状态时,我们就可以用享元模式共享相同的元件对象,以避免对象泛滥造成资源浪费。
- 测试类结构
![享元模式测试类结构](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/f6c0d46897874e468f76f09d0916e5ff.png)
10.2 举例
10.2.1 马赛克
- 虽然马赛克小块数量比较多,但经过观察我们会发现,
- 分析组成,进行归类后,找到元件只有4种:黑色块、灰色块、灰白色块以及白色块。
- 我们可以说,这就是4个“元”色块
10.2.2 游戏地图(以草原地图作为范例)
- 对组成部分进行归类分析,找到原件
- 游戏地图都是由一个个小的单元图块组成的
- 其中除房屋比较大之外,其他图块的尺寸都一样,它们分别为河流、草地、道路,这些图块便是4个元图块
- 分析建模
- 定义一个图块类来描述图块,具体属性应该包括“图片”和“位置”信息,并且具备按照这些信息去绘制图块的能力:Segment
package flyweight;
public class Segment {
private String image;
private int x,y;
public Segment(String image, int x, int y) {
this.image = image;
System.out.println("从磁盘加载[" + image + "]图片……");
this.x = x;
this.y = y;
}
public void draw() {
System.out.println("在位置[" + x + ":" + y + "]上绘制图片:[" + image + "]");
}
}
- 在地图第一行随便绘制一些图块,Client.test1()
- 在这一步会发现,图片加载很慢,一张图片加载要半秒,10张图块就要耗费5秒,影响用户体验
package flyweight;
public class Client {
private static void test1() {
new Segment("河流", 10, 10).draw();
new Segment("河流", 10, 20).draw();
new Segment("道路", 10, 30).draw();
new Segment("草地", 10, 40).draw();
new Segment("草地", 10, 50).draw();
new Segment("草地", 10, 60).draw();
new Segment("草地", 10, 70).draw();
new Segment("草地", 10, 80).draw();
new Segment("道路", 10, 90).draw();
new Segment("道路", 10, 100).draw();
}
}
- 图片与坐标状态初始化后就固定下来了,简单讲就是被绘制出来后就不必变动了,即使要变也是将拼好的地图作为一个大对象整体挪动
- 图件共享(优化)
- 继续分析每个图块的坐标是不同的,但有很大一部分图块的材质图(图片)是相同的
- 于是我们可以得出结论,材质图是可以作为享元的,而坐标则不能
- 既然要共享相同的图片,那么我们就得将图块类按图片拆分成更细的材质类,如河流类、草地类、道路类等
- 而坐标不能作为图块类的享元属性,所以我们就得设法把这个属性抽离出去由外部负责
- 代码实战
- 首先需要定义一个接口,规范这些材质类的绘图标准(接口:规范标准Drawable)
- 当然,除了接口方式,我们还可以用抽象类抽离出更多的属性和方法,使子类变得更加简单
package flyweight;
public interface DrawAble {
void draw(int x, int y);
}
- 定义一系列材质类并实现此绘图接口
package flyweight.texture;
import flyweight.DrawAble;
public class River implements DrawAble {
private String image;
public River() {
this.image = "河流";
System.out.print("从磁盘加载[" + image + "]图片,耗时……");
}
@Override
public void draw(int x, int y) {
System.out.println("在位置[" + x + ":" + y + "]上绘制图片:[" + image + "]");
}
}
package flyweight.texture;
import flyweight.DrawAble;
public class Grass implements DrawAble {
private String image;
public Grass() {
this.image = "草地";
System.out.print("从磁盘加载[" + image + "]图片,耗时……");
}
@Override
public void draw(int x, int y) {
System.out.println("在位置[" + x + ":" + y + "]上绘制图片:[" + image + "]");
}
}
package flyweight.texture;
import flyweight.DrawAble;
public class Road implements DrawAble {
private String image;
public Road() {
this.image = "道路";
System.out.println("从磁盘加载[" + image + "]图片,耗时…");
}
@Override
public void draw(int x, int y) {
System.out.println("在位置[" + x + ":" + y + "]上绘制图片:[" + image + "]");
}
}
package flyweight.texture;
import flyweight.DrawAble;
public class House implements DrawAble {
private String image;
public House() {
this.image = "房屋";
System.out.print("从磁盘加载[" + image + "]图片,耗时……");
}
@Override
public void draw(int x, int y) {
System.out.print("将图层切换到顶层……");
System.out.println("在位置[" + x + ":" + y + "]上绘制图片:[" + image + "]");
}
}
- “元之共享”的关键:
package flyweight.factory;
import flyweight.DrawAble;
import flyweight.texture.Grass;
import flyweight.texture.House;
import flyweight.texture.River;
import flyweight.texture.Road;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class SegmentFactory {
private Map<String, DrawAble> images;
public SegmentFactory() {
images = new HashMap<String, DrawAble>();
}
public DrawAble getDrawable(String image) {
if(!images.containsKey(image)){
switch (image) {
case "河流":
images.put(image, new River());
break;
case "草地":
images.put(image, new Grass());
break;
case "道路":
images.put(image, new Road());
break;
case "房屋":
images.put(image, new House());
}
}
return images.get(image);
}
}
- 并将各种图件对象提前放入内存中共享,如此便可以避免每次从磁盘重新加载
- 测试:Client.test2()
private static void test2() {
SegmentFactory factory = new SegmentFactory();
factory.getDrawable("河流").draw(10, 10);
factory.getDrawable("河流").draw(10, 20);
factory.getDrawable("道路").draw(10, 30);
factory.getDrawable("草地").draw(10, 40);
factory.getDrawable("草地").draw(10, 50);
factory.getDrawable("草地").draw(10, 60);
factory.getDrawable("草地").draw(10, 70);
factory.getDrawable("草地").draw(10, 80);
factory.getDrawable("道路").draw(10, 90);
factory.getDrawable("道路").draw(10, 100);
factory.getDrawable("房子").draw(10, 10);
factory.getDrawable("房子").draw(10, 50);
}
- 小结
- 相同部分可以作为享元,如在构造器中加载的,作为内部类即将共享的元数据,通常称为“内蕴状态”
- 不同部分不能作为享元,如在实现房中作为参数传入的属性,称为“外蕴状态”
10.3 总结
- 享元模式让图件对象将可共享的内蕴状态“图片”维护起来,将外蕴状态“坐标”抽离出去并定义于接口参数中
- 基于此,享元工厂便可以顺利将图件对象共享,以供外部随时使用。
- 享元模式的各角色定义如下
- Flyweight(享元接口):所有元件的高层规范,声明与外蕴状态互动的接口标准。如:DrawAble。
- ConcreteFlyweight(享元实现):
- 享元接口的元件实现类,自身维护着内蕴状态,且能接受并响应外蕴状态,
- 可以有多个实现。如:河流类River、草地类Grass、道路类Road等。
- 一个享元对象可以被称作一个“元”
- FlyweightFactory(享元工厂):用来维护享元对象的工厂,负责对享元对象实例进行创建与管理,并对外提供获取享元对象的服务。SegmentFactory
- Client(客户端):享元的使用者,负责维护外蕴状态。Client
- “享元”的理念其实就是萃取事物的本质
- 将对象的内蕴状态与外蕴状态剥离开来,其中内蕴状态成为真正的“元”数据,而外蕴状态则被抽离出去由外部负责维护
原文地址:https://blog.csdn.net/qq_28288835/article/details/140547341
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