深度学习设计模式之享元设计模式

文章目录

  • 前言
  • 一、介绍
  • 二、特点
  • 三、详细介绍
    • 1.核心组成
    • 2.代码示例
    • 3.优缺点
      • 优点
      • 缺点
    • 4.使用场景
  • 总结


前言

享元设计模式主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用,提高性能。


一、介绍

享元设计模式(Flyweight Pattern)是一种结构型设计模式,旨在通过共享来高效地管理大量拥有相同或相似状态的小对象。这种模式可以减少内存使用并提高性能,特别是在处理大量相似对象时。

二、特点

  • 共享对象:享元模式通过共享多个相似对象来减少内存占用。

  • 内部与外部状态:享元对象将状态分为内部状态和外部状态。内部状态是共享的,而外部状态是特定的,不共享。

  • 细粒度控制:享元模式允许对对象进行更细粒度的控制,通过组合内部和外部状态来创建不同的对象。

  • 享元工厂:享元模式通常包含一个享元工厂(Flyweight Factory),用于创建和管理享元对象。

  • 不变性:享元对象的内部状态应该是不可变的,以确保共享的安全性。

三、详细介绍

1.核心组成

  • 抽象享元角色:为具体享元角色规定了必须实现的方 法,而外部状态就是以参数的形式通过此方法传入。
  • 具体享元角色:实现抽象角色规定的方法。如果存在内部状态,就负责为内部状态提供存储空间。
  • 享元工厂角色:负责创建和管理理享元角色。要想达到共 享的目的,这个角色的实现是关键。
    在这里插入图片描述

2.代码示例

抽象享元对象

/*** 抽象享元对象*/
public abstract class FilmFlyweight {/*** 播放电影*/public abstract void play(FilmInfo filmInfo);}

具体享元对象

/*** 具体享元对象*/
public class FilmFlyweightImpl extends FilmFlyweight{/*** 内部状态*/private String category;public FilmFlyweightImpl(String category) {this.category = category;}@Overridepublic void play(FilmInfo filmInfo) {System.out.println("电影名称为:"+filmInfo.getName()+" 电影类别为:"+category);}
}

外部对象

/*** 电影类*/
public class FilmInfo {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public FilmInfo(String name) {this.name = name;}
}

享元工厂对象

/*** 享元工厂对象*/
public class FilmFactory {private HashMap<String,FilmFlyweight> factory = new HashMap<String,FilmFlyweight>();/*** 获取享元对象* @param key* @return*/public FilmFlyweight getFilmFlyweightByKey(String key){if(factory.containsKey(key)){return factory.get(key);}else {FilmFlyweightImpl filmFlyweight = new FilmFlyweightImpl(key);factory.put(key,filmFlyweight);return filmFlyweight;}}public int getNumber(){return factory.size();}}

测试类

/*** 测试类*/
public class FlyweightTest {public static void main(String[] args) {FilmFactory factory = new FilmFactory();FilmFlyweight flyweight1 = factory.getFilmFlyweightByKey("冒险");flyweight1.play(new FilmInfo("勇敢者的游戏"));FilmFlyweight flyweight2 = factory.getFilmFlyweightByKey("科幻");flyweight2.play(new FilmInfo("三体"));FilmFlyweight flyweight3 = factory.getFilmFlyweightByKey("科幻");flyweight3.play(new FilmInfo("流浪地球"));System.out.println("总条数为:"+factory.getNumber());}}

结果
在这里插入图片描述

3.优缺点

优点

  • 大大减少了对象的创建,降低了程序内存的占用,提高效率。

缺点

  • 提高了系统的复杂度,需要分离出内部状态和外部状态

4.使用场景

  1. 当需要管理大量相似或相同的对象时,享元模式可以显著减少内存消耗。
  2. 如果对象的存储成本很高,使用享元模式可以节省资源。
  3. 当对象的大部分状态可以外部化时,享元模式可以有效地共享对象。
  4. 当需要避免使用大量细粒度的对象时,可以使用享元模式来优化系统结构。

总结

享元模式在实际开发中非常有用,尤其是在图形界面、游戏开发和办公软件中,它可以帮助我们高效地管理大量相似对象,提高系统的性能和可维护性。

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