C++设计模式之——享元模式详解和代码案例

最新推荐文章于 2024-06-27 08:00:00 发布

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文章标签： c++ 设计模式享元模式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qqrrjj2011/article/details/136391433

本文详细介绍了如何在C++中实现享元模式，包括抽象享元接口、具体享元类和享元工厂的设计，以及一个咖啡店订单系统的实际应用示例。享元模式通过共享对象减少内存消耗，适用于内部状态稳定、外部状态多变的场景，如图形渲染、数据库连接池和缓存系统。

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C++中实现享元模式通常涉及以下几个关键部分：

享元模式（Flyweight Pattern）是一种用于性能优化的设计模式，它通过共享对象来有效支持大量的细粒度对象，以减少内存消耗。这种模式适用于那些对象中大部分状态可以外部化，而只有少量内部状态（不随环境改变而改变的状态）的对象。在C++中实现享元模式通常涉及以下几个关键部分：

抽象享元（Flyweight Interface）：
定义了所有具体享元类共有的接口，通常包含内部状态和外部状态的操作方法。内部状态是可以共享的，而外部状态由客户端在每次调用时传入。

class IFlyweight {
   
   
public:
    virtual ~IFlyweight() {
   
   }
    // 内部状态不变的操作
    virtual void operation(const Context& context) const = 0;
};

具体享元（Concrete Flyweight）：
实现了抽象享元接口，并存储内部状态。具体享元类的实例是可共享的。

class ConcreteFlyweight : public IFlyweight {
   
   
private:
    std::string intrinsicState; // 内部状态
public:
    ConcreteFlyweight(const std::string& state) : intrinsicState(state) {
   
   }
    void operation(const Context& context) const override {
   
   
        // 使用内部状态和外部状态进行操作
    }
};

享元工厂（Flyweight Factory）：
负责创建和管理享元对象。它确保当请求的是相同的内部状态时，不会创建多个具有相同内部状态的享元对象。

class FlyweightFactory {
   
   
private:
    std::map<std::string, std::shared_ptr<IFlyweight>> flyweights;
public:
    std::shared_ptr<IFlyweight> getFlyweight(const std::string& key) {
   
   
        if (flyweights.find(key) == flyweights.end()) {
   
   
            flyweights[key] = std::make_shared<ConcreteFlyweight>(key);
        }
        return flyweights[key];
    }
};

一个简单的C++代码片段示例

下面是一个简单的C++代码片段示例，展示了如何使用享元模式：

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

// 抽象享元
class IFlyweight {
   
   
public:
    virtual ~IFlyweight() {
   
   }
    virtual void operation(const std::string& extrinsicState) const = 0;
};

// 具体享元
class ConcreteFlyweight : public IFlyweight {
   
   
private:
    std::string intrinsicState;
public:
    ConcreteFlyweight(const std::string& state) : intrinsicState(state) {
   
   }
    void operation(const std::string& extrinsicState) const override {
   
   
        std::cout