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java-享元模式

news 来源：原创 2024/9/16 16:11:14

在 Java 中，享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，用于有效地支持大量细粒度的对象共享。它通过共享对象来最小化内存使用和提高性能，特别是在应对大量相似对象的情况下非常有用。让我们来看看如何在 Java 中实现享元模式。

实现步骤

定义享元接口和具体享元类：
- 享元接口（Flyweight）：声明享元类需要实现的方法，通常包括可以接受外部状态的操作。
- 具体享元类（ConcreteFlyweight）：实现享元接口，包含内部状态，并能够处理外部状态。
创建享元工厂：
- 享元工厂（FlyweightFactory）：负责创建和管理享元对象。它确保在请求时返回现有的享元对象，或者创建新的享元对象。
客户端使用享元对象：
- 客户端：通过享元工厂获取享元对象，并调用它们的方法。客户端可以创建或传递外部状态给享元对象。

示例代码

以下是一个简单的示例，演示如何实现享元模式：

1. 定义享元接口和具体享元类

// 享元接口
public interface Shape {void draw(String color);
}// 具体享元类
public class Circle implements Shape {private String color;public Circle(String color) {this.color = color;}@Overridepublic void draw(String color) {System.out.println("Drawing a " + color + " circle.");}
}

2. 创建享元工厂

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;// 享元工厂
public class ShapeFactory {private static final Map<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();public static Shape getCircle(String color) {Circle circle = (Circle) circleMap.get(color);if (circle == null) {circle = new Circle(color);circleMap.put(color, circle);System.out.println("Creating a " + color + " circle.");}return circle;}
}

3. 客户端使用享元对象

public class Client {private static final String[] colors = { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 20; ++i) {Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());circle.draw(getRandomColor());}}private static String getRandomColor() {return colors[(int) (Math.random() * colors.length)];}
}

解释和运行代码

Shape 接口 定义了 draw() 方法，其中包含一个 color 参数作为外部状态。
Circle 类 实现了 Shape 接口，保存内部状态 color，并根据传入的 color 绘制圆形。
ShapeFactory 类 是享元工厂，通过 getCircle() 方法来获取或创建具体享元对象。它使用一个 HashMap 来存储已创建的享元对象，以确保对象的共享和复用。
Client 类 模拟了客户端代码，它获取随机颜色的圆形对象并调用 draw() 方法来绘制圆形。ShapeFactory 确保相同颜色的圆形对象被共享，从而节省内存。