#设计模式#4.6 Flyweight（享元） 对象结构型模式，设计模式系列，Flyweight（享元）对象结构型模式详解，Flyweight（享元）对象结构型模式详解，设计模式系列之四（附详细解析）

摘要：本文介绍了设计模式系列中的对象结构型模式之一——Flyweight（享元）模式。该模式主要用于减少系统中对象的创建和内存占用，通过共享对象来减少系统资源消耗。文章详细解释了Flyweight模式的原理、应用场景和实现方法，帮助读者更好地理解和应用该模式。

享元模式特别适用于大量相似对象的场景，这些对象可以根据其特性分为内部状态和外部状态，内部状态是对象可共享的部分，通常是数据部分；外部状态则是对象不可共享的部分，通常与特定上下文相关，通过区分这两种状态，享元模式能够实现对象的复用和内存的优化。

在享元模式中，Flyweight类是核心，这个类使用字典来存储已经创建的享元对象，以便在需要时能够直接获取，避免重复创建具有相同内部状态的对象，从而节省内存。

享元模式的具体实现中，Flyweight类提供了一个工厂方法get_flyweight来获取享元对象，当需要创建新的享元时，只需调用此方法并传入相应的内部状态，系统会首先检查是否已经存在具有相同内部状态的享元对象，如果存在则直接返回，否则创建新的享元对象并将其存储在字典中。

值得注意的是，享元模式与单例模式有所不同，单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，而享元模式中的Flyweight对象可以在不同的场景中使用，作为独立的对象存在。

在Python中，一个简单的享元模式的实现可能如下：

class Flyweight:
    _flyweights = {}  # 用于存储已创建的享元对象的字典
    def __init__(self, intrinsic_state):
        # 设置对象的内部状态
        self._intrinsic_state = intrinsic_state
    @classmethod
    def get_flyweight(cls, intrinsic_state):
        # 获取享元对象，如果不存在则创建新的享元对象并存储到字典中
        if intrinsic_state not in cls._flyweights:
            cls._flyweights[intrinsic_state] = Flyweight(intrinsic_state)
        return cls._flyweights[intrinsic_state]
    def operation(self, extrinsic_state):
        # 执行操作，同时访问内部状态和外部状态
        print(f"Intrinsic State = {self._intrinsic_state}, Extrinsic State = {extrinsic_state}")

通过这种方式，Flyweight类提供了一个获取享元对象的方法，当需要创建新的享元时，只需调用get_flyweight方法并传入相应的内部状态，系统会根据内部状态来查找是否已经存在相同的享元对象，如果存在则直接返回，否则创建新的享元对象并将其存储在字典中，这样确保了具有相同内部状态的对象被复用，从而节省了内存，每个Flyweight对象都可以在不同的场景中被独立使用。