5月iOS設(shè)備好評(píng)榜：iPhone 14僅排第43？
來到新的一月，安兔兔的各個(gè)榜單又重新匯總了數(shù)據(jù)，像安卓陣營的榜單都有著比較大的變動(dòng)，不過iOS由于設(shè)備的更新?lián)Q代并沒有那么快，所以相對(duì)來說變化并不大，特別是iOS好評(píng)榜，老款設(shè)
本篇講解Java設(shè)計(jì)模式中的享元模式，分為定義、模式應(yīng)用前案例、結(jié)構(gòu)、模式應(yīng)用后案例、適用場景、模式可能存在的困惑和本質(zhì)探討7個(gè)部分。
享元模式指的是運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。
在新的分類方式中，享元模式被劃分至類的屬性相關(guān)類別中，其應(yīng)對(duì)類的不同對(duì)象可以共享內(nèi)部狀態(tài)（可共享的屬性）的要求。
在享元模式中，我們來看一個(gè)文本編輯器的案例。對(duì)于文本編輯器來說，可以包括添加文本、顯示文本、清空文本等操作。對(duì)于其中的文本，都有自身的文本樣式。
下面，先來看一下未使用享元模式的案例，代碼實(shí)現(xiàn)如下。
public class Text {//文本類private final String content;private final TextStyle style;public Text(String content, TextStyle style) {this.content = content;this.style = style; }public void display() { System.out.println("Text: " + this.content + ", Style: " + this.style); }}public class TextStyle {//文本樣式類private final String font;private final int size;private final String color;public TextStyle(String font, int size, String color) {this.font = font;this.size = size;this.color = color; }@Overridepublic String toString() {return "Font: "+ this.font +", Size: "+ this.size +", Color: "+ this.color; }}public class TextEditor {// 文本編輯器類 List<Text> textList;public TextEditor(){this.textList =new ArrayList<>(); }// 添加文本到編輯器中public void addText(Text text){this.textList.add(text); }// 顯示所有文本內(nèi)容和樣式信息public void displayAllTexts(){for(Text text : this.textList){ text.display(); } }// 清空所有文本內(nèi)容public void clearAllTexts(){this.textList.clear(); System.out.println("All texts cleared."); }}調(diào)用方代碼如下。
public class Client {//調(diào)用方代碼public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建文本編輯器對(duì)象 TextEditor textEditor = new TextEditor();// 創(chuàng)建兩個(gè)相同樣式（Arial 12 Black）的文字片段并添加到編輯器中 TextStyle textStyle1 = new TextStyle("Arial", 12, "Black"); Text text1 = new Text("Hello World", textStyle1); TextStyle textStyle2 = new TextStyle("Arial", 12, "Black"); Text text2 = new Text("Welcome to the world of programming!", textStyle2); textEditor.addText(text1); textEditor.addText(text2);// 顯示所有文本內(nèi)容和樣式信息 System.out.println("Displaying all texts:"); textEditor.displayAllTexts();// 清空所有文本內(nèi)容 System.out.println("/nClearing all texts:"); textEditor.clearAllTexts(); }}在上述代碼中，文本樣式類是文本類中的屬性。對(duì)于每一個(gè)文本，即便文本樣式相同，代碼中也會(huì)創(chuàng)建新的文本樣式類。
直觀感覺上，就會(huì)覺得此處是否可以復(fù)用呢？對(duì)于此種場景，就適合使用享元模式來進(jìn)行處理。
享元模式的示例代碼實(shí)現(xiàn)如下。
public interface Flyweight {void Operation(int extrinsicstate);}public class ConereteFlyweight implements Flyweight {@Overridepublic void Operation(int extrinsicstate) { System.out.println("共享的具體Flyweight：" +extrinsicstate); }}public class UnsharedConereteFlyweight implements Flyweight{@Overridepublic void Operation(int extrinsicstate) { System.out.println("不共享的具體Flyweight：" +extrinsicstate); }}public class FlyweightFactory {private static final Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();public FlyweightFactory() { flyweights.put("A", new ConereteFlyweight()); flyweights.put("B", new ConereteFlyweight()); flyweights.put("C", new ConereteFlyweight()); }public Flyweight getFlyweight(String key) {return flyweights.get(key); }}public class Client {public static void main(String[] args) {int extrinsicstate = 1; FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); Flyweight fa = factory.getFlyweight("A"); fa.Operation(extrinsicstate); Flyweight fb = factory.getFlyweight("B"); fb.Operation(extrinsicstate); Flyweight fc = factory.getFlyweight("C"); fc.Operation(extrinsicstate); UnsharedConereteFlyweight uf = new UnsharedConereteFlyweight(); uf.Operation(extrinsicstate); }}可以發(fā)現(xiàn)，在享元模式下，先將類的屬性分成兩種類別，一類是多個(gè)對(duì)象可以共享的狀態(tài)，另一類是多個(gè)對(duì)象私有的狀態(tài)。
然后，通過接口或繼承實(shí)現(xiàn)的一個(gè)類家族實(shí)現(xiàn)上述兩種類別，即圖中的Flyweight及具體實(shí)現(xiàn)類。
此外，提供一個(gè)FlyweightFactory支撐類，這個(gè)類的作用就是負(fù)責(zé)創(chuàng)建一些包含共享狀態(tài)的對(duì)象，然后緩存起來。
當(dāng)調(diào)用方需要用到時(shí)，就可以通過FlyweightFactory來獲取到共享的狀態(tài)。同時(shí)，那些不能共享的狀態(tài)（或?qū)傩裕部梢酝ㄟ^UnsharedConcreteFlyweight類來創(chuàng)建。
上述文本編輯器的案例，在使用享元模式后的代碼實(shí)現(xiàn)如下。
public class Text {//文本類private final String content;private final TextStyle style;public Text(String content, TextStyle style) {this.content = content;this.style = style; }public void display() { System.out.println("Text: " + this.content + ", Style: " + this.style); }}public class TextStyle {//文本樣式類private final String font;private final int size;private final String color;public TextStyle(String font, int size, String color) {this.font = font;this.size = size;this.color = color; }@Overridepublic String toString() {return "Font: "+ this.font +", Size: "+ this.size +", Color: "+ this.color; }}文本Text類中的TextStyle屬性可以共享，content屬性不能共享。因此，可以創(chuàng)建一個(gè)TextFactory類來共享TextStyle。
public class TextFactory {//享元工廠類private static final HashMap<String, TextStyle> stylesMap = new HashMap<>();public static TextStyle getTextStyle(String font,int size,String color){ stylesMap.putIfAbsent(font+size+color,new TextStyle(font,size,color));return stylesMap.get(font+size+color); }}享元工廠類有了之后，文本編輯器類代碼如下。
public class TextEditor {//文本編輯器類 List<Text> textList;public TextEditor(){this.textList =new ArrayList<>(); }// 添加文本到編輯器中public void addText(String content, String font, int size, String color){ TextStyle sharedStyle = TextFactory.getTextStyle(font, size, color);this.textList.add(new Text(content, sharedStyle)); }// 顯示所有文本內(nèi)容和樣式信息public void displayAllTexts(){for(Text text : this.textList){ text.display(); } }// 清空所有文本內(nèi)容public void clearAllTexts(){this.textList.clear(); System.out.println("All texts cleared."); }}調(diào)用方代碼如下。
public class Client {//調(diào)用方代碼public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建文本編輯器對(duì)象 TextEditor editor = new TextEditor();// 使用編輯器添加相同樣式（Arial 12 Black）的文字片段 editor.addText("Hello World", "Arial", 12, "Black"); editor.addText("Welcome to the world of programming!", "Arial", 12,"Black");// 顯示所有文本內(nèi)容和樣式信息 System.out.println("Displaying all texts:"); editor.displayAllTexts(); }}上述代碼中，在需要用到TextStyle的地方，通過享元工廠類獲取，而不是直接通過new方式創(chuàng)建，這樣所有文本類都可以共享一個(gè)TextStyle對(duì)象，這就是享元模式發(fā)揮作用的地方。
當(dāng)程序中需要?jiǎng)?chuàng)建大量對(duì)象，并且這些對(duì)象共享一部分內(nèi)部狀態(tài)，為了節(jié)省內(nèi)存空間，就可以考慮使用享元模式。
比如，在Java語言中，Integer、String等類，由于不同對(duì)象可能共享相同的字面量，因此其內(nèi)部都應(yīng)用了享元模式。
困惑1：享元模式中，經(jīng)常提到的內(nèi)部狀態(tài)與外部狀態(tài)，是什么含義?
一個(gè)類中可以包含多個(gè)屬性，其中可以被多個(gè)對(duì)象共享的狀態(tài)或?qū)傩猿蔀椤皟?nèi)部狀態(tài)”，而每個(gè)對(duì)象獨(dú)有的屬性或狀態(tài)則成為“外部狀態(tài)”。
困惑2：結(jié)構(gòu)圖中的Client與FlyweightFactory類有交互，但是案例中的TextEditor類中有使用TextFactory類，Client類并沒有使用？
在應(yīng)用設(shè)計(jì)模式時(shí)，有時(shí)候不能按照設(shè)計(jì)模式標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來生搬硬套。關(guān)鍵在于理解設(shè)計(jì)模式的核心思想之后能夠靈活運(yùn)用。
案例中的TextEditor其實(shí)相當(dāng)于結(jié)構(gòu)中的Client。Text類相當(dāng)于Flyweight類，而TextStyle類Text類中的共享狀態(tài)。案例的結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)并不完全相同，但是對(duì)于享元模式中的共享思想運(yùn)用是一致的。
困惑3：享元模式相當(dāng)于是為了對(duì)象的復(fù)用，以節(jié)省存儲(chǔ)空間。在日常編程中，像對(duì)象池、線程池、連接池等技術(shù)也是為了對(duì)象的復(fù)用，那么區(qū)別在哪里呢？
主要區(qū)別在于時(shí)間觀上的不同。對(duì)于對(duì)象池、線程池、連接池等技術(shù)來說，在同一時(shí)刻，一個(gè)共享的對(duì)象只能用于一個(gè)調(diào)用方。只有該對(duì)象使用完畢重新放在池子之后，其他調(diào)用方才能使用。
而對(duì)于享元模式來說，同一時(shí)刻，可以被許多調(diào)用方同時(shí)共享復(fù)用，不需要在時(shí)間上錯(cuò)開使用。
享元模式的本質(zhì)是對(duì)類中屬性更細(xì)粒度的控制。在享元模式中，是通過狀態(tài)是否共享來分類的。
通過分類，就可以采取不同的操作。在享元模式中，通過狀態(tài)是否共享這種分類方式，就可以用來節(jié)省存儲(chǔ)空間，并且節(jié)省空間的同時(shí)其實(shí)也可以節(jié)省對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)間。
這里值得提醒一下，時(shí)間和空間并不是在任何場景下都是一組矛盾關(guān)系，如空間增加可以減少時(shí)間，空間變少時(shí)間就會(huì)加長等。在享元模式中，是對(duì)象復(fù)雜度的降低導(dǎo)致了空間和時(shí)間都在某種程度上都有所減少。
當(dāng)然，對(duì)于類中屬性也可能有其他分類方式，如本質(zhì)屬性和偶然屬性的劃分等。享元模式僅僅是處理這些分類方式中的一種特例。
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