[设计模式]享元模式(FlyWeight)

享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。

介绍

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

主要解决：在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用： 1、系统中有大量对象。 2、这些对象消耗大量内存。 3、这些对象的状态大部分可以外部化。 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。 5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

如何解决：用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

关键代码：用 HashMap 存储这些对象。

应用实例： 1.森林之树。2.扎根之地。

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

其他

1. 不属于单一实例对象并且能够被所有对象共享的数据，称之为“内部状态”。（“上下文无关”状态）
2. 其他数据（实例中可变的数据）为外部状态

示例代码

1.森林之树

TreeModel: 是每个树的实例不变的部分：mesh, barkTexture, leafTexture,用于渲染。
Tree: 拥有用于渲染的treeModel,以及每个实例的可变部分：position,height,thickness等。

    public class TreeModel
    {
        public Mesh mesh;
        public Texture bark;
        public Texture leaves;

        private static TreeModel _instance;
        public static TreeModel treeModel
        {
            get
            {

                if (_instance == null)
                {

                    _instance = new TreeModel();
//                    _instance.mesh = xxx;
//                    _instance.bark = xxx;
//                    _instance.leaves = xxx;
                }
                return _instance;
            }
        }
        private TreeModel()
        {
        }
    }

    public class Tree
    {
        public TreeModel model;

        public Vector3 pos;
        public float height;
        public float thickness;
        public Color barkTint;
        public Cloth leafTint;

        public Tree()
        {
            model = TreeModel.treeModel;
        }
    }

2.扎根之地（地形）

Terrain:

public class Terrain
{
    private bool _isWater;
    private int _moveCost;
    private string _texture;


    public bool isWater
    {
        get
        {
            return _isWater;
        }
    }
    public int moveCost
    {

        get
        {
            return _moveCost;
        }
    }
    public string texture
    {
        get
        {
            return _texture;
        }
    }

    public Terrain(int moveCost, bool isWater, string texture)
    {
        _isWater = isWater;
        _moveCost = moveCost;
        _texture = texture;
    }
}

World:

public class World
{
    private Terrain _grassTerrain;
    private Terrain _hillTerrain;
    private Terrain _riverTerrain;

    private Terrain[][] _titles;

    public World()
    {
        _grassTerrain = new Terrain(1, false, "Grass_Texture");
        _hillTerrain = new Terrain(3, false, "Hill_Texture");
        _riverTerrain = new Terrain(2, true, "River_Texture");
    }

    public void GenerateTerrain(int width,int height)
    {
        _titles = new Terrain[10][];
        _titles = new Terrain[width][];
        for (int x = 0; x < width; ++x)
        {
            _titles[width] = new Terrain[height];
            for (int y = 0; y < height; ++y)
            {
                if (Random.Range(0, 10) == 0)
                {
                    _titles[x][y] = _hillTerrain;
                }
                else
                {
                    _titles[x][y] = _grassTerrain;
                }
            }
        }
        int x = Random.Range(0, width);
        for (int y = 0; y < height; ++y)
        {
            _titles[x][y] = _riverTerrain;
        }
    }

    public Terrain GetTerrain(int x, int y)
    {
        return _titles[x][y];
    }
}

测试：

void TestMain()
{
    World world = new World();
    world.GenerateTerrain(400,500);
    int moveCost = world.GetTerrain(10, 20).moveCost;
}

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