设计模式--享元模式Flyweight（结构型）

一、享元模式

在一个系统中如果有多个相同的对象，这些对象有部分状态是可以共享的，我们运用共享技术就能有效地支持大量细粒度的对象。

二、例子

举个围棋的例子，围棋的棋盘共有361格，即可放361个棋子。现在要实现一个围棋程序，该怎么办呢？首先要考虑的是棋子棋盘的实现，可以定义一个棋子的类，成员变量包括棋子的颜色、形状、位置等信息，另外再定义一个棋盘的类，成员变量中有个容器，用于存放棋子的对象。

（1）未采用享元模式的实现

//棋子颜色
enum PieceColor {BLACK, WHITE};
//棋子位置
struct PiecePos
{
    int x;
    int y;
    PiecePos(int a, int b): x(a), y(b) {}
};
//棋子定义
class Piece
{
protected:
    PieceColor m_color; //颜色
    PiecePos m_pos;     //位置
public:
    Piece(PieceColor color, PiecePos pos): m_color(color), m_pos(pos) {}
    ~Piece() {}
    virtual void Draw() {}
};
class BlackPiece: public Piece
{
public:
    BlackPiece(PieceColor color, PiecePos pos): Piece(color, pos) {}
    ~BlackPiece() {}
    void Draw() { cout<<"绘制一颗黑棋"<<endl;}
};
class WhitePiece: public Piece
{
public:
    WhitePiece(PieceColor color, PiecePos pos): Piece(color, pos) {}
    ~WhitePiece() {}
    void Draw() { cout<<"绘制一颗白棋"<<endl;}
};

class PieceBoard
{
private:
    vector<Piece*> m_vecPiece; //棋盘上已有的棋子
    string m_blackName; //黑方名称
    string m_whiteName; //白方名称
public:
    PieceBoard(string black, string white): m_blackName(black), m_whiteName(white){}
    ~PieceBoard() { Clear(); }
    void SetPiece(PieceColor color, PiecePos pos) //一步棋，在棋盘上放一颗棋子
    {
        Piece * piece = NULL;
        if(color == BLACK) //黑方下的
        {    
            piece = new BlackPiece(color, pos); //获取一颗黑棋
            cout<<m_blackName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
            piece->Draw(); //在棋盘上绘制出棋子
        }
        else
        {    
            piece = new WhitePiece(color, pos);
            cout<<m_whiteName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
            piece->Draw();
        }
        m_vecPiece.push_back(piece);  //加入容器中
    }
    void Clear() //释放内存
    {
        int size = m_vecPiece.size();
        for(int i = 0; i < size; i++)
            delete m_vecPiece[i];
    }
};

int main()
{
    PieceBoard pieceBoard("A","B");
    pieceBoard.SetPiece(BLACK, PiecePos(4, 4));
    pieceBoard.SetPiece(WHITE, PiecePos(4, 16));
    pieceBoard.SetPiece(BLACK, PiecePos(16, 4));
    pieceBoard.SetPiece(WHITE, PiecePos(16, 16));
}

（2）采用享元模式

在围棋中，棋子就是大量细粒度的对象。其属性有内在的，比如颜色、形状等，也有外在的，比如在棋盘上的位置。内在的属性是可以共享的，区分在于外在属性。因此，可以这样设计，只需定义两个棋子的对象，一颗黑棋和一颗白棋，这两个对象含棋子的内在属性；棋子的外在属性，即在棋盘上的位置可以提取出来，存放在单独的容器中。相比之前的方案，现在容器中仅仅存放了位置属性，而原来则是棋子对象。显然，现在的方案大大减少了对于空间的需求。

//棋子颜色
enum PieceColor {BLACK, WHITE};
//棋子位置
struct PiecePos
{
    int x;
    int y;
    PiecePos(int a, int b): x(a), y(b) {}
};
//棋子定义
class Piece
{
protected:
    PieceColor m_color; //颜色
public:
    Piece(PieceColor color): m_color(color) {}
    ~Piece() {}
    virtual void Draw() {}
};
class BlackPiece: public Piece
{
public:
    BlackPiece(PieceColor color): Piece(color) {}
    ~BlackPiece() {}
    void Draw() { cout<<"绘制一颗黑棋
"; }
};
class WhitePiece: public Piece
{
public:
    WhitePiece(PieceColor color): Piece(color) {}
    ~WhitePiece() {}
    void Draw() { cout<<"绘制一颗白棋
";}
};

class PieceBoard
{
private:
    vector<PiecePos> m_vecPos; //存放棋子的位置
    Piece *m_blackPiece;       //黑棋棋子 
    Piece *m_whitePiece;       //白棋棋子
    string m_blackName;
    string m_whiteName;
public:
    PieceBoard(string black, string white): m_blackName(black), m_whiteName(white)
    {
        m_blackPiece = NULL;
        m_whitePiece = NULL;
    }
    ~PieceBoard() { delete m_blackPiece; delete m_whitePiece;}
    void SetPiece(PieceColor color, PiecePos pos)
    {
        if(color == BLACK)
        {
            if(m_blackPiece == NULL)  //只有一颗黑棋
                m_blackPiece = new BlackPiece(color);    
            cout<<m_blackName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
            m_blackPiece->Draw();
        }
        else
        {
            if(m_whitePiece == NULL)
                m_whitePiece = new WhitePiece(color);
            cout<<m_whiteName<<"在位置("<<pos.x<<','<<pos.y<<")";
            m_whitePiece->Draw();
        }
        m_vecPos.push_back(pos);
    }
};

三、UML图，以围棋为例。棋盘中含两个共享的对象，黑棋子和白棋子，所有棋子的外在属性都存放在单独的容器中。

参考：

http://blog.csdn.net/wuzhekai1985/article/details/6670298