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做服装行业网站怎么每天更新内容,舆情监测软件免费版,公司网站界面设计,宁波seo服务快速推广文章目录 1. 什么是享元模式?2. 为什么需要享元模式?3. 享元模式的核心概念4. 享元模式的结构5. 享元模式的基本实现5.1 基础示例:字符格式化系统5.2 实际应用:棋盘游戏5.3 复杂实例:树林渲染系统6. Java中享元模式的实际应用6.1 Java中的字符串常量池6.2 包装类的自动装箱…

文章目录

    • 1. 什么是享元模式?
    • 2. 为什么需要享元模式?
    • 3. 享元模式的核心概念
    • 4. 享元模式的结构
    • 5. 享元模式的基本实现
      • 5.1 基础示例:字符格式化系统
      • 5.2 实际应用:棋盘游戏
      • 5.3 复杂实例:树林渲染系统
    • 6. Java中享元模式的实际应用
      • 6.1 Java中的字符串常量池
      • 6.2 包装类的自动装箱
      • 6.3 连接池技术
    • 7. 享元模式与其他设计模式的比较
      • 7.1 享元模式 vs 单例模式
      • 7.2 享元模式 vs 对象池模式
      • 7.3 享元模式 vs 代理模式
    • 8. 享元模式的优缺点
      • 8.1 优点
      • 8.2 缺点
    • 9. 何时使用享元模式?
    • 10. 常见问题与解决方案
      • 10.1 如何处理享元对象的线程安全问题?
      • 10.2 如何确定哪些是内部状态,哪些是外部状态?
      • 10.3 享元模式如何与其他模式结合使用?
    • 11. 总结

1. 什么是享元模式?

享元模式是一种结构型设计模式,它通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象。享元模式尝试重用现有的同类对象,如果未找到匹配的对象,则创建新对象。这种模式的核心思想是共享尽可能多的对象,以减少内存使用和提高性能。

"享元"这个术语源自围棋术语,表示棋子。在围棋中,棋盘上棋子数量有限,但可以组合出千变万化的棋局。享元模式的命名就体现了这种"以少御多"的思想。

2. 为什么需要享元模式?

在以下情况下,享元模式特别有用:

  1. 当需要创建大量相似对象时:如果这些对象的大部分状态都可以共享,那么使用享元模式可以显著减少内存消耗
  2. 当对象的大部分状态可以设为外部状态时:享元模式将对象的状态分为内部状态(共享)和外部状态(不共享),如果一个对象的大部分状态可以外部化,则可以使用享元模式
  3. 当需要维护大量小粒度对象时:如果对象数量太大,使用工厂模式会占用太多内存,这时可以考虑使用享元模式
  4. 当对象的身份不重要时:如果应用程序不依赖对象的身份,享元模式会更有效

3. 享元模式的核心概念

享元模式的核心是区分对象的内部状态外部状态

  • 内部状态(Intrinsic State):储存在享元对象内部,不会随环境改变而改变的状态,可以共享。例如,字符的字形、字体。
  • 外部状态(Extrinsic State):随环境改变而改变的状态,不可共享。例如,字符的位置、字号。

享元对象由内部状态唯一标识,并存储在享元池中以便复用。而外部状态则在使用时由客户端传入。

4. 享元模式的结构

享元模式通常包含以下角色:

  1. 享元接口(Flyweight):定义了享元类的公共方法,通过这些方法可以接受并作用于外部状态
  2. 具体享元(Concrete Flyweight):实现享元接口,存储内部状态
  3. 非共享具体享元(Unshared Concrete Flyweight):不被共享的享元实现类
  4. 享元工厂(Flyweight Factory):负责创建和管理享元对象,确保共享享元对象
  5. 客户端(Client):维护对享元的引用,计算或存储享元的外部状态

5. 享元模式的基本实现

5.1 基础示例:字符格式化系统

假设我们正在开发一个文本编辑器,需要表示大量的字符及其格式。每个字符都有字体、大小、颜色等属性。如果为每个字符创建单独的对象,将会消耗大量内存。我们可以使用享元模式来优化。

首先,定义享元接口:

// 字符享元接口
public interface CharacterFlyweight {// 操作方法,接收外部状态void display(int fontSize, int x, int y);// 获取内部状态char getCharacter();
}

然后,实现具体享元类:

// 具体享元类
public class ConcreteCharacter implements CharacterFlyweight {// 内部状态private final char character;private final String fontFamily;private final int style; // 0=普通, 1=粗体, 2=斜体, 3=粗斜体public ConcreteCharacter(char character, String fontFamily, int style) {this.character = character;this.fontFamily = fontFamily;this.style = style;// 模拟对象创建的开销System.out.println("创建字符对象: " + character + ", 字体: " + fontFamily + ", 样式: " + style);}@Overridepublic void display(int fontSize, int x, int y) {// 使用内部状态和外部状态显示字符System.out.println("显示字符: " + character +", 字体: " + fontFamily +", 样式: " + convertStyleToString(style) +", 大小: " + fontSize +", 位置: (" + x + ", " + y + ")");}@Overridepublic char getCharacter() {return character;}private String convertStyleToString(int style) {switch (style) {case 0: return "普通";case 1: return "粗体";case 2: return "斜体";case 3: return "粗斜体";default: return "未知";}}
}

接下来,创建享元工厂:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;// 享元工厂
public class CharacterFlyweightFactory {private static final Map<String, CharacterFlyweight> flyweights = new HashMap<>();// 获取享元对象,如果不存在就创建一个新的public static CharacterFlyweight getCharacter(char character, String fontFamily, int style) {// 创建键String key = character + "_" + fontFamily + "_" + style;// 检查是否存在if (!flyweights.containsKey(key)) {flyweights.put(key, new ConcreteCharacter(character, fontFamily, style));}return flyweights.get(key);}// 获取池中对象数量public static int getFlyweightCount() {return flyweights.size();}
}

最后,客户端代码:

public class FlyweightPatternDemo {public static void main(String[] args) {// 使用享元模式显示一段文本String text = "Hello, Flyweight Pattern!";// 对每个字符应用不同的外部状态for (int i = 0; i < text.length
http://www.dtcms.com/wzjs/51565.html

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