享元模式和组合模式
享元模式
##定义运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用
,它通过共享已经存在的对象来提高系统资源利用率。
优缺点
优点:相同对象只要保存一份,这降低了系统中对象的数量
,从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。
缺点:
- 为了使对象可以共享,需要将一些不能共享的状态外部化,这将
增加程序的复杂性
。 - 读取象原模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。
应用场景
- 系统中存在
大量相同或相似的对象
,这些对象耗费大量的内存资源; -
大部分的对象可以按照内部状态进行分组
,且可以将不同部分外部化,这样每一个组只需保存一个内部状态。 - 由于享元模式需要额外维护一个保存享元的数据结构,所以应答的那个在
有足够多的享元实例
时才值得使用享元模式。
享元模式的两种状态
- 内部状态:即
不会随着环境的改变而改变
的可共享部分; - 外部状态:指
随环境改变而改变
的不可共享部分。
主要角色
- 抽象享元(Flyweight)角色:是所有的具体享元的基类,为具体享元规范需要实现的公共接口,非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
- 具体享元(ConcreateFlyweight)角色:实现抽象享元角色中所规定的接口。
- 非享元(UnsharableFlyweight)角色:是不可以共享的外部状态,它以参数的形式注入到具体享元的相关方法中。
- 享元工厂(FlyweightFactory)角色:负责创建和管理享元角色。
结构图
例子:享元模式在五子棋游戏中的应用。五子棋包含大量重复的“黑子”和“白子”。抽象享元角色为“棋子”,“黑子”和“白子”作为具体享元角色;X/Y坐标为非享元角色,以参数的形式参与游戏;享元工厂负责管理棋子。
享元模式的拓展
单纯享元模式
这种享元模式中的所有的具体享元类都是可以共享的,不存在非共享的具体享元类:结构图如下:
复合享元模式
这种享元模式中的有些享元对象由一些单纯享元对象组合而成。他们就是符合享元对象。虽然符合享元对象本身不能共享,但它们可以分解成单纯享元对象再被共享。结构图如下:
组合(Composite)模式
定义:又叫“部分-整体模式”,它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式
,用来表示“部分-整体”的关系,使用户对单个对象和组合对象具有一直的访问性。
优缺点
优点:
- 组合模式使得
客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象
,无需关系自己处理的是单个对象还是组合对象,这简化了客户端代码; -
更容易再组合体内加入新的对象
,客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码,满足“开闭原则”。
缺点:-
设计比较复杂
,客户端需要花更多时间清理类之间的层次关系; -
不容易限制容器中的构建
; -
不容易用继承的方法来增加构建的新功能
。
-
应用场景
- 在需要表示一个对象
整体与部分的层次结构
的场合 -
要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同
,用户可以用统一的接口使用组合构件中所有对象的场合。
主要角色
- 抽象构件(Component)角色:它的作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口,并实现它们的缺省行为。在
透明式的组合模式
中抽象构件还声明访问和管理子类的接口;在安全式的组合模式
中不声明访问和管理子类的接口,管理工作有树枝构件完成。 - 树叶构件(Leaf)角色:是组合中的叶节点对象,它
没有子节点
,用于实现抽象构件角色中声明的公共接口。 - 树枝构件(Composite)角色:是组合中的分支节点对象,它
有子节点
。它实现了抽象构件角色中声明的接口,它的主要作用是存储和管理子部件,通常包含Add()、Remove()、GetChild()
等方法。
结构图
透明式的组合模式
在该方式中,由于抽象构件声明了所有子类中的全部方法
,所以客户端无需区别树叶对象和树枝对象,对于客户端来说是透明的。结构图如下:
安全式的组合模式
在该方式中,将管理子构件的方法移到树枝构件中,抽象构件和树叶构件没有对子对象的管理方法,客户端在调用时要知道树叶对象和树枝对象的存在,所以失去透明性,结构图如下:
注意:透明性指的是客户端能否看见
例子:用安全式的组合模式实现当用户在商店购物后,显示其所选商品信息,并计算所选商品总价的功能。结构图:
模式的扩展
如果对前面介绍的组合模式中的树叶节点和树枝节点进行抽象,也就是说树叶节点和树枝节点还有子节点,这时组合模式就扩展成复杂的组合模式了。结构图如下: