設計模式-結構型-享元模式

享元模式（Flyweight）：

定義：

　　運用共享技術有效地支持大量細粒度物件的復用，享元模式可以避免大量相似類的開銷，在軟體開發中如果需要生成大量細粒度的類實體，而這些類實體除了幾個引數外基本上相同，那么這時就可以使用享元模式大幅度減少實體化類的數量，如果能把這些引數移動到實體外，在方法呼叫時將他們傳遞進去，這樣就可以通過共享大幅度減少單個實體的數目，這里我們把移動到類實體外部的引數稱為享元物件的外部狀態，把在享元物件內部定義稱為內部狀態，由于享元模式要求能夠共享的物件必須是細粒度物件，因此它又稱為輕量級模式，他是一種結構型設計模式，享元模式結構較為復雜，一般結合工廠模式一起使用，

　　1）外部狀態：隨環境改變而改變的，不可以共享的狀態，

　　2）內部狀態：在享元物件內部并且不會隨著環境的變化而改變的共享部分， 

享元模式的角色：

　　1）抽象享元類（Flyweight）：通常是一個介面或抽象類，在抽象享元類中宣告了具體享元類公共的方法，這些方法可以向外界提供享元物件的內部資料（內部狀態），同時也可以通過這些方法來設定外部資料（外部狀態），

　　2）具體享元類（ConcreteFlyweight）：它實作了抽象享元類，其實體稱為享元物件；在具體享元類中為內部狀態提供了存盤空間，通常我們可以結合單例模式來設計具體享元類，為每一個具體享元類提供唯一的享元物件，

　　3）非共享具體享元類（UnsharedConcreteFlyweight）：并不是所有的抽象享元類的子類都需要被共享，不能被共享的子類可設計為非共享具體享元類；當需要一個非共享具體享元類的物件時可以直接通過實體化創建，

　　4）享元工廠類（FlyweightFactory）：享元工廠類用于創建并管理享元物件，它針對抽象享元類編程，將各種型別的具體享元物件存盤在一個享元池中，享元池一般設計為一個存盤“鍵值對”的集合（也可以是其他型別的集合），可以結合工廠模式進行設計；當用戶請求一個具體享元物件時，享元工廠提供一個存盤在享元池中已創建的實體或者創建一個新的實體（如果不存在的話），回傳新創建的實體并將其存盤在享元池中，

 1 public class Program 2 { 3     private static void Main(string[] args) 4     { 5         // 定義外部狀態，例如字母的位置等資訊 6         int externalstate = 10; 7         FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); 8         Flyweight fa = factory.GetFlyweight("A"); 9         if (fa != null)10         {11             fa.Operation(--externalstate);12         }13 14         // 判斷是否已經創建了字母B15         Flyweight fb = factory.GetFlyweight("B");16         if (fb != null)17         {18             fb.Operation(--externalstate);19         }20 21         // 判斷是否已經創建了字母C22         Flyweight fc = factory.GetFlyweight("C");23         if (fc != null)24         {25             fc.Operation(--externalstate);26         }27 28         // 判斷是否已經創建了字母D29         Flyweight fd = factory.GetFlyweight("D");30         if (fd != null)31         {32             fd.Operation(--externalstate);33         }34         else35         {36             Console.WriteLine("駐留池里面不存在字串D");37             ConcreteFlyweight d = new ConcreteFlyweight("D");38             factory.flyweighrs.Add("D", d);39             d.Operation(--externalstate);40         }41     }42 }43 44 /// <summary>45 /// 抽象享元類，提供具體享元類具有的方法46 /// </summary>47 public abstract class Flyweight48 {49     public abstract void Operation(int extrinsicState);50 }51 52 /// <summary>53 /// 具體享元類，把共享的字母作為享元物件的內部狀態54 /// </summary>55 public class ConcreteFlyweight : Flyweight56 {57     /// <summary>58     /// 內蘊狀態59     /// </summary>60     private string intrinsicState;61 62     /// <summary>63     /// 建構式64     /// </summary>65     /// <param name="innerState">內蘊狀態</param>66     public ConcreteFlyweight(string innerState)67     {68         this.intrinsicState = innerState;69     }70 71     /// <summary>72     /// 享元類的實體方法73     /// </summary>74     /// <param name="extrinsicstate">外蘊狀態</param>75     public override void Operation(int extrinsicState)76     {77         Console.WriteLine($"具體實作類：intrinsicstate {intrinsicState}, extrinsicstate {extrinsicState}");78     }79 }80 81 public class FlyweightFactory82 {83     public Hashtable flyweighrs = new Hashtable();84 85     public FlyweightFactory()86     {87         flyweighrs.Add("A", new ConcreteFlyweight("A"));88         flyweighrs.Add("B", new ConcreteFlyweight("B"));89         flyweighrs.Add("C", new ConcreteFlyweight("C"));90     }91 92     public Flyweight GetFlyweight(string key)93     {94         return flyweighrs[key] as Flyweight;95     }96 }

享元模式的優缺點：

　　優點：降低系統中的物件的數量，從而降低了系統中細粒度物件給記憶體帶來的壓力，

　　缺點：1）為了使物件可以共享，需要將一些狀態外部化，這使得程式的邏輯更復雜，使系統復雜化，

　　　　　2)享元模式將享元物件的狀態外部化，而讀取外部狀態使得運行時間稍微變長，

享元模式與原型模式的區別：

　　1）享元模式是結構型設計模式，而原型模式是創建型設計模式，

　　2）原型模式關注的是類的重復創建問題，而享元模式關注的是物件的創建問題，

　　3）原型模式創建的物件屬性完全一樣，而享元模式會根據不同的外部狀態創建不一樣的物件實體，

通過搜索我發現有許多關于享元模式與單例模式的區別，現總結如下：

　　1）享元設計模式是一個類有很多物件，而單例是一個類僅一個物件，

　　2）享元模式是為了節約記憶體空間，提升程式性能（避免大量的new操作），而單例模式則主要是出于共享狀態的目的，

參考：https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%AB%E5%85%83%E6%A8%A1%E5%BC%8F

　　https://www.cnblogs.com/zhili/p/FlyweightPattern.html 

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