详解iOS App设计模式开发中对于享元模式的运用-移动开发

这篇文章主要介绍了iOS App设计模式开发中对于享元模式的运用,示例代码为传统的Objective-C,需要的朋友可以参考下

享元模式的概念

在面向对象软件设计中，利用公共对象不仅能节省资源还能提高性能。共享的对象只能提供某些内在的信息，而不能用来识别对象。专门用于设计可共享对象的一种设计模式叫做享元模式（Flyweight pattern）。

实现享元模式需要两个关键组件，通常是可共享的享元对象和保存他们的池。某种中央对象维护这个池，并从它返回适当的实例。
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

公共交通（如公共汽车）已有一百多年的历史了。大量去往相同方向的乘客可以分担保有和经营车辆（如公共汽车）的费用。公共汽车有多个站台，乘客沿着路线在接近他们目的地的地方上下车。到达目的地的费用仅与行程有关。跟保有车辆相比，乘坐公共汽车要便宜得多。这就是利用公共资源的好处。

在面向对象软件设计中，我们利用公共对象不仅能节省资源还能提高性能。比方说，某个人物需要一个类的一百万个实例，但我们可以把这个类的一个实例让大家共享，而把某些独特的信息放在外部，节省的资源可能相当可观（一个实例与一百万个实例的差别）。共享的对象只提供某些内在的信息，而不能用来识别对象。专门用于设计可共享对象的一种设计模式叫做享元模式。

使得享元对象是轻量级的最重要原因是什么呢？不是它们的大小，而是通过共享能够节省的空间总量。某些对象的独特状态可以拿到外部，在别处管理，其余部分被共享。比如说，原来需要一个类的一百万个对象，但因为这个类的对象为享元，现在只要一个就够了。这就是由于可共享的享元对象让整个系统变得轻量的原因。通过仔细的设计，内存的节省非常可观。在iOS开发中，节省内存意味着提升整体性能。

享元模式的实例应用

我们创建一个WebSiteFactory工厂类，来维护池中的享元对象，根据父类型返回各种类型的具体享元对象，代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "WebSiteProtocol.h"

@interface WebSiteFactory : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSDictionary *flyweights; //共享对象

- (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey;

- (NSInteger)getWebSiteCount;

@end

代码如下:

#import "WebSiteFactory.h"

#import "ConcreteWebSite.h"

@implementation WebSiteFactory

- (instancetype)init {

    self = [super init];

    if (self) {

        _flyweights = [NSDictionary dictionary];

    }

    return self;

}

- (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey {    

    __block id<WebSiteProtocol> webset = nil;

    [self.flyweights enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {

        if (webKey == key) {

            webset = obj;

            *stop = YES;

        }

    }];

    if (webset == nil) {

        ConcreteWebSite *concreteWebset = [[ConcreteWebSite alloc] init];

        concreteWebset.webName = webKey;

        webset = concreteWebset;

        NSMutableDictionary *mutabledic = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:self.flyweights];

        [mutabledic setObject:webset forKey:webKey];

        self.flyweights = [NSDictionary dictionaryWithDictionary:mutabledic];

    }

    return webset;

}

- (NSInteger)getWebSiteCount {

    return self.flyweights.count;

}

@end

代码中的getWebSiteCategory方法可以返回具体的享元对象，返回的这个享元对象同时遵守WebSiteProtocol的协议，WebSiteProtocol的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "User.h"

@protocol WebSiteProtocol <NSObject>

- (void)use:(User *)user;

@end

ConcreteWebSite的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "WebSiteProtocol.h"

@interface ConcreteWebSite : NSObject <WebSiteProtocol>

@property (nonatomic, copy) NSString *webName;

@end

代码如下:

#import "ConcreteWebSite.h"

@implementation ConcreteWebSite

- (void)use:(User *)user {

    NSLog(@"网站分类:%@ 用户名字:%@", self.webName, user.userName);

}

@end

User的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface User : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *userName;

@end

代码如下:

#import "User.h"

@implementation User

@end

至此，享元模式的代码已经完成了，我们来看下在客户端怎么使用享元模式，代码如下：

代码如下:

#import "ViewController.h"

#import "WebSiteProtocol.h"

#import "WebSiteFactory.h"

#import "ConcreteWebSite.h"

#import "User.h"

typedef id<WebSiteProtocol> WebsiteType;

@interface ViewController ()

@end

代码如下:

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    // 通过工厂方法返回各种具体享元对象,维护池中的享元对象

    WebSiteFactory *factory = [[WebSiteFactory alloc] init];

    // 返回具体的享元对象

    WebsiteType type1 = [factory getWebSiteCategory:@"首页"];

    User *user1 = [[User alloc] init];

    user1.userName = @"张三";

    // 享元对象都具有use方法

    [type1 use:user1];

    WebsiteType type2 = [factory getWebSiteCategory:@"商店"];

    User *user2 = [[User alloc] init];

    user2.userName = @"李四";

    [type2 use:user2];

    WebsiteType type3 = [factory getWebSiteCategory:@"案例"];

    User *user3 = [[User alloc] init];

    user3.userName = @"王五";

    [type3 use:user3];

    NSInteger count = [factory getWebSiteCount];

    NSLog(@"个数: %ld", (long)count);

}

- (void)didReceiveMemoryWarning {

    [super didReceiveMemoryWarning];

    // Dispose of any resources that can be recreated.

}

@end

输出如下：


2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:首页 用户名字:张三
2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:商店 用户名字:李四
2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:案例 用户名字:王五
2015-09-12 15:59:55.323 FlyweightPattern[42020:1723017] 个数: 3

分享相同的资源以执行任务，可能比使用个人的资源完成同样的事情更加高效。享元模式可以通过共享一部分必需的对象，来节省大量的内存。

何时使用享元模式
（1）应用程序使用很多对象；
（2）在内存中保存对象会影响内存性能；
（3）对象的多数特有状态（外在状态）可以放到外部而轻量化；
（3）移除了外在状态后，可以用较少的共享对象替代原来的那组对象；
（4）应用程序不依赖于对象标示，因为共享对象不能提供唯一的标示。

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