结构型设计模式-元享（flyweight）模式-python实现

本文主要是介绍结构型设计模式-元享（flyweight）模式-python实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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通俗示例

想象一下你正在经营一家图书馆，图书馆里有成千上万本书。如果每本书都是一个独立的对象，那么它们将占用大量的内存空间，因为每本书都包含一些相同的信息，比如出版商、出版年份等。为了节省内存，你可以采用一种方式，即只创建一个出版商和出版年份的实例，然后让所有书共享这些信息。这种做法在软件设计中就类似于“元享模式”。

通俗解释

元享模式是一种结构型设计模式，它通过共享尽可能多的相似对象来减少内存的使用。在元享模式中，将对象的属性分为“内在状态”和“外在状态”。内在状态是存储在享元对象中的，它们是固定的，不随环境的改变而改变；而外在状态则是根据环境变化而变化的，通常不会存储在享元对象中。

元享模式的关键组成包括：

• 享元（Flyweight）：代表共享的对象，它存储了内在状态。
• 享元工厂（Flyweight Factory）：负责创建和管理享元对象，确保享元对象被共享。
• 客户端（Client）：负责维护享元对象的外在状态，并使用享元对象进行操作。

元享模式的优点

• 减少内存使用：通过共享相似对象，减少内存占用。
• 提高性能：对象的创建和销毁需要时间和资源，共享对象可以减少这些开销。
• 提高扩展性：元享模式使得添加新的享元对象变得更容易，因为不需要修改现有的代码。

Python代码示例

以下是一个元享模式的简单实现，以图书为例：

# 享元类
class Book:def __init__(self, title, *args, **kwargs):self.title = titledef borrow(self):print(f"{self.title} is borrowed.")# 享元工厂
class BookFactory:_books = {}def get_book(self, title, author, year_published):key = (title, author, year_published)if key not in self._books:self._books[key] = Book(title)return self._books[key]# 客户端代码
if __name__ == "__main__":factory = BookFactory()# 创建图书book1 = factory.get_book("The Great Gatsby", "F. Scott Fitzgerald", 1925)book2 = factory.get_book("The Great Gatsby", "F. Scott Fitzgerald", 1925)# 检查两本书是否相同print(book1 is book2)  # 输出 True，说明两本书对象是同一个实例# 借书book1.borrow()

在这个例子中，Book是享元类，BookFactory是享元工厂。当我们尝试从工厂获取两本相同的书时（即具有相同的标题、作者和出版年份），工厂只会创建一个Book实例，并让这两本书共享这个实例。

总结

元享模式适用于那些需要大量相似对象的应用场景，通过共享对象来降低内存的使用，提高程序的性能。它特别适用于如文本编辑器、图形编辑器和游戏开发等，这些场景中通常需要创建大量的对象实例。在使用元享模式时，需要注意内在状态和外在状态的划分，确保正确地共享对象。

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