什么是享元模式?
- 享元模式是一种结构型设计模式,实现了在较少内存开销的同时,又支持了大量的对象,主要在资源有限的情况下,对创建大量对象行为的一种约束行为;
享元模式的适用特征
- 当程序中有大量的相同对象
- 这些对象消耗了大量的内存
- 这些对象的状态可以外部表现
- 这些对象可以进行分组
如何理解享元模式
我们这里以聊天软件为例,当我们和好友在不同的群聊中,同一个头像会出现在多个地方,由于图片都相比较耗费资源。我们可以通过用户的ID维护一个头像的Map,这时候,除了第一次是图片加载到内存中,后续所有的头像都是拿到了当前这个头像的引用,进而减小了整个程序的内存占用。
代码描述
我们这里用户头像为例子
/* 抽象享元类接口 */
class I_Image {
public:
virtual ~I_Image(){};
virtual void Operation() = 0;
};
class UserHeader : public I_Image {
private:
string str;
public:
UserHeader(string str) { this->str = str; }
void Operation() { cout << "user header image is : " << str << endl; }
};
class ImageFactory {
public:
ImageFactory() {}
std::shared_ptr<I_Image> GetImage(string obj)
{
std::shared_ptr<I_Image> item_image = nullptr;
//如果没有找到对应的图片则创建
if (image_map_.count(obj) == 0) {
cout << "No find user header and Create Header= " << obj << endl;
item_image = std::make_shared<UserHeader>(obj);
image_map_.insert(std::map<std::string, std::shared_ptr<I_Image>>::value_type(obj, item_image));
}
return image_map_[obj];
}
int GetImageMapSize() {
return image_map_.size();
}
private:
map<string, std::shared_ptr<I_Image>> image_map_;
};
int main()
{
std::shared_ptr<ImageFactory> image_factory = std::make_shared<ImageFactory>();
std::shared_ptr<I_Image> header_1 = image_factory->GetImage("zhangsan");
std::shared_ptr<I_Image> header_2 = image_factory->GetImage("lisi");
std::shared_ptr<I_Image> header_3 = image_factory->GetImage("zhangsan");
std::shared_ptr<I_Image> header_4 = image_factory->GetImage("xiaoming");
std::shared_ptr<I_Image> header_5 = image_factory->GetImage("xiaohong");
std::shared_ptr<I_Image> header_6 = image_factory->GetImage("lisi");
cout << "======================================================"<< endl;
cout << "image_factory size = " << image_factory->GetImageMapSize() << endl;
cout << "======================================================" << endl;
header_1->OutPutImage();
header_2->OutPutImage();
header_3->OutPutImage();
header_4->OutPutImage();
header_5->OutPutImage();
header_6->OutPutImage();
return 0;
}
- 输出结果如下
享元模式的思考
优点:
- 减少了内存的开销及占用,同一个类型的对象只保留一份;
缺点:
- 可能会牺牲运行速度换取减少空间的开销;
- 由于要区分出内部状态和外部状态,会使得代码变得更加复杂,晦涩;
总结:
- 如果你的程序没有遇到内存容量不足的问题, 不建议使用该模式。
享元模式与其他模式的比较
- 享元模式和单例模式有类似,但享元模式对象是不可以改变的,单例模式对象是可变的;享元模式运行一个程序内部有多个享元类的实体,内部的状态可以相同或不同。