简谈设计模式之享元模式

享元模式通过共享相似或相同的对象来减少内存使用和提高性能. 核心思想是把对象的状态分为内部状态和外部状态, 其中内部状态可以共享, 外部状态则由客户端来负责. 通过共享内部状态可以减少需要创建的对象数量, 从而节约内存

享元模式结构

享元接口: 定义对象的接口, 通过这个接口, 享元可以接收并作用于外部状态
具体享元类: 实现享元接口, 并存储可以共享的内部状态
非共享享元类: 不需要共享的享元接口子类. 因为享元接口共享了具体的享元对象, 因此可以不需要
享元工厂: 用于管理和创建享元对象

享元模式实现

假设我们有一个需要绘制许多字符的文本编辑器, 每个字符都有特定的样式（例如字体、大小、颜色等）. 如果为每个字符都创建一个对象, 这将导致大量的内存消耗. 我们可以使用享元模式来共享相同样式的字符对象, 从而减少内存使用

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 享元接口
interface Character {
    void display(int x, int y);
}

// 具体享元类
class ConcreteCharacter implements Character {
    private char symbol;
    
    public ConcreteCharacter(char symbol) {
        this.symbol = symbol;
    }
    
    @Override
    public void display(int x, int y) {
        System.out.println("Character: " + symbol + " at (" + x + ", " + y + ")");
    }
}

// 享元工厂
class CharacterFactory {
    private Map<Character, Character> characters = new HashMap<>();
    
    public Character getCharacter(char symbol) {
        Character character = characters.get(symbol);
        if (character == null) {
            character = new ConcreteCharacter(symbol);
            characters.put(symbol, character);
        }
    	return character;
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CharacterFactory factory = new CharacterFactory();
        
        String document = "AABBCC";
        int x = 0;
        int y = 0;
        
        for (char c : document.toCharArray()) {
            Character character = factory.getCharacter(c);
            character.display(x, y);
            x += 10;
        }
    }
}