Flyweight 享元模式

享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

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。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

介绍

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

主要解决：在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用：1、系统中有大量对象。2、这些对象消耗大量内存。3、这些对象的状态大部分可以外部化。4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

如何解决：用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

关键代码：用 HashMap 存储这些对象。

应用实例：1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。2、数据库的数据池。

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景：1、系统有大量相似对象。2、需要缓冲池的场景。

注意事项：1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类 Circle。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。

ShapeFactory 有一个 Circle 的 HashMap，其中键名为 Circle 对象的颜色。无论何时接收到请求，都会创建一个特定颜色的圆。ShapeFactory 检查它的 HashMap 中的 circle 对象，如果找到 Circle 对象，则返回该对象，否则将创建一个存储在 hashmap 中以备后续使用的新对象，并把该对象返回到客户端。

FlyWeightPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（red / green / blue/ black / white），以便获取它所需对象的颜色。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/make_shared.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/foreach.hpp>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <functional>

using namespace boost;

class FlyWeight
{
public:
	FlyWeight(const std::string& strData)
	{
		__m_strData = strData;
	}
public:
	virtual void printOperation(){}
	//私有数据的访问通过定义get,set方法进行访问
	std::string getData()
	{
		return __m_strData;
	}
private:
	std::string __m_strData;
};

class ConcreteFlyWeight : public FlyWeight
{
public:
	ConcreteFlyWeight(const std::string & strData)
		:FlyWeight(strData)
	{
	}

	virtual ~ConcreteFlyWeight(){}

	virtual void printOperation()
	{
		std::cout << "Data:" << getData() << std::endl;
	}

};

class FlyWeightFactory
{
public:
	FlyWeightFactory(){}
	virtual ~FlyWeightFactory(){}

	shared_ptr<FlyWeight> getElement(const std::string& strFlyWeight)
	{
		BOOST_FOREACH(auto var,__m_deqFlyWeights)
		{
			if (!var->getData().compare(strFlyWeight))
			{
				return var;
			}
		}
		auto ptrFlyWeitht = boost::make_shared<ConcreteFlyWeight>(strFlyWeight);
		__m_deqFlyWeights.push_back(ptrFlyWeitht);
		return ptrFlyWeitht;
	}

	void printFactory()
	{
		BOOST_FOREACH(auto var,__m_deqFlyWeights)
		{
			var->printOperation();
		}
	}
private:
	std::deque<shared_ptr<FlyWeight>> __m_deqFlyWeights;
};

void testFlyWeight()
{
	shared_ptr<FlyWeightFactory> ptrFactory = make_shared<FlyWeightFactory>();
	auto f1 = ptrFactory->getElement("aaa");
	auto f2 = ptrFactory->getElement("bbb");
	auto f3 = ptrFactory->getElement("aaa");
	auto f4 = ptrFactory->getElement("ccc");
	auto f5 = ptrFactory->getElement("aaa");
	auto f6 = ptrFactory->getElement("aaa");
	ptrFactory->printFactory();
}