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什么是享元模式?享元模式實現(xiàn)俄羅斯方塊游戲

更新時間:2021年08月19日16時30分 來源:傳智教育 瀏覽次數(shù):

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運用共享技術來有效地支持大量細粒度對象的復用。它通過共享已經(jīng)存在的對象來大幅度減少需要創(chuàng)建的對象數(shù)量、避免大量相似對象的開銷,從而提高系統(tǒng)資源的利用率。

享元(Flyweight )模式中存在以下兩種狀態(tài):

內(nèi)部狀態(tài),即不會隨著環(huán)境的改變而改變的可共享部分。

外部狀態(tài),指隨環(huán)境改變而改變的不可以共享的部分。享元模式的實現(xiàn)要領就是區(qū)分應用中的這兩種狀態(tài),并將外部狀態(tài)外部化。


享元模式的主要有以下角色:

抽象享元角色(Flyweight):通常是一個接口或抽象類,在抽象享元類中聲明了具體享元類公共的方法,這些方法可以向外界提供享元對象的內(nèi)部數(shù)據(jù)(內(nèi)部狀態(tài)),同時也可以通過這些方法來設置外部數(shù)據(jù)(外部狀態(tài))。

具體享元(Concrete Flyweight)角色 :它實現(xiàn)了抽象享元類,稱為享元對象;在具體享元類中為內(nèi)部狀態(tài)提供了存儲空間。通常我們可以結合單例模式來設計具體享元類,為每一個具體享元類提供唯一的享元對象。

非享元(Unsharable Flyweight)角色 :并不是所有的抽象享元類的子類都需要被共享,不能被共享的子類可設計為非共享具體享元類;當需要一個非共享具體享元類的對象時可以直接通過實例化創(chuàng)建。

享元工廠(Flyweight Factory)角色 :負責創(chuàng)建和管理享元角色。當客戶對象請求一個享元對象時,享元工廠檢査系統(tǒng)中是否存在符合要求的享元對象,如果存在則提供給客戶;如果不存在的話,則創(chuàng)建一個新的享元對象。



用享元模式實現(xiàn)俄羅斯方塊游戲功能案例
下面的圖片是眾所周知的俄羅斯方塊中的一個個方塊,如果在俄羅斯方塊這個游戲中,每個不同的方塊都是一個實例對象,這些對象就要占用很多的內(nèi)存空間,下面利用享元模式進行實現(xiàn)。

1629361607627_1.jpg

先來看類圖:

1629361205890_2.png

代碼如下:

俄羅斯方塊有不同的形狀,我們可以對這些形狀向上抽取出AbstractBox,用來定義共性的屬性和行為。

public abstract class AbstractBox {
    public abstract String getShape();

    public void display(String color) {
        System.out.println("方塊形狀:" + this.getShape() + " 顏色:" + color);
    }
}

接下來就是定義不同的形狀了,IBox類、LBox類、OBox類等。

public class IBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "I";
    }
}

public class LBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "L";
    }
}

public class OBox extends AbstractBox {

    @Override
    public String getShape() {
        return "O";
    }
}

提供了一個工廠類(BoxFactory),用來管理享元對象(也就是AbstractBox子類對象),該工廠類對象只需要一個,所以可以使用單例模式。并給工廠類提供一個獲取形狀的方法。

public class BoxFactory {

    private static HashMap<String, AbstractBox> map;

    private BoxFactory() {
        map = new HashMap<String, AbstractBox>();
        AbstractBox iBox = new IBox();
        AbstractBox lBox = new LBox();
        AbstractBox oBox = new OBox();
        map.put("I", iBox);
        map.put("L", lBox);
        map.put("O", oBox);
    }

    public static final BoxFactory getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final BoxFactory INSTANCE = new BoxFactory();
    }

    public AbstractBox getBox(String key) {
        return map.get(key);
    }
}







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