設計模式 - 享元模式

享元模式主要用於減少建立的物件數量，從而減少記憶體佔用並提高效能。這種設計模式屬於結構型模式，因為它提供了一種減少物件數量從而改進應用程式物件結構的方法。

享元模式嘗試透過儲存已存在的相似物件來重用它們，並在找不到匹配物件時建立新物件。我們將透過繪製 20 個不同位置的圓圈來演示此模式，但我們只建立 5 個物件。只有 5 種顏色可用，因此顏色屬性用於檢查已存在的 Circle 物件。

實現

我們將建立一個 Shape 介面和一個實現 Shape 介面的具體類 Circle。下一步定義一個工廠類 ShapeFactory。

ShapeFactory 包含一個 Circle 的 HashMap，其鍵為 Circle 物件的顏色。每當有請求建立特定顏色的圓圈到 ShapeFactory 時，它都會檢查其 HashMap 中是否存在圓圈物件，如果找到 Circle 物件，則返回該物件，否則建立新物件，將其儲存在 hashmap 中以備將來使用，並返回給客戶端。

FlyWeightPatternDemo，我們的演示類，將使用 ShapeFactory 獲取 Shape 物件。它將資訊（紅色/綠色/藍色/黑色/白色）傳遞給 ShapeFactory 以獲取其所需的所需顏色的圓圈。

步驟 1

建立一個介面。

Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

步驟 2

建立實現相同介面的具體類。

Circle.java

public class Circle implements Shape {
   private String color;
   private int x;
   private int y;
   private int radius;

   public Circle(String color){
      this.color = color;		
   }

   public void setX(int x) {
      this.x = x;
   }

   public void setY(int y) {
      this.y = y;
   }

   public void setRadius(int radius) {
      this.radius = radius;
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color + ", x : " + x + ", y :" + y + ", radius :" + radius);
   }
}

步驟 3

建立一個工廠，根據給定的資訊生成具體類的物件。

ShapeFactory.java

import java.util.HashMap;

public class ShapeFactory {

   // Uncomment the compiler directive line and
   // javac *.java will compile properly.
   // @SuppressWarnings("unchecked")
   private static final HashMap 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 circle of color : " + color);
      }
      return circle;
   }
}

步驟 4

使用工廠透過傳遞資訊（如顏色）來獲取具體類的物件。

FlyweightPatternDemo.java

public class FlyweightPatternDemo {
   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.setX(getRandomX());
         circle.setY(getRandomY());
         circle.setRadius(100);
         circle.draw();
      }
   }
   private static String getRandomColor() {
      return colors[(int)(Math.random()*colors.length)];
   }
   private static int getRandomX() {
      return (int)(Math.random()*100 );
   }
   private static int getRandomY() {
      return (int)(Math.random()*100);
   }
}

步驟 5

驗證輸出。

Creating circle of color : Black
Circle: Draw() [Color : Black, x : 36, y :71, radius :100
Creating circle of color : Green
Circle: Draw() [Color : Green, x : 27, y :27, radius :100
Creating circle of color : White
Circle: Draw() [Color : White, x : 64, y :10, radius :100
Creating circle of color : Red
Circle: Draw() [Color : Red, x : 15, y :44, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 19, y :10, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 94, y :32, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 69, y :98, radius :100
Creating circle of color : Blue
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 13, y :4, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 21, y :21, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 55, y :86, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 90, y :70, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 78, y :3, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 64, y :89, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :91, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 62, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 97, y :61, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 86, y :12, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 38, y :93, radius :100
Circle: Draw() [Color : Red, x : 76, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 95, y :82, radius :100