概述

运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统只使用少量的对象，而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用。
由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式，它是一种对象结构型模式。
享元类可以有多个对象，单例类只有一个对象
内部状态

享元对象内部不随外界环境改变而改变的共享部分。
外部状态

享元对象内部随环境的改变而改变，不能够共享的状态就是外部状态。
Flyweight（抽象享元类）

一个接口或抽象类，声明了具体享元类的公共方法。
ConcreteFlyweight（具体享元类）

实现了抽象享元类，其实例称为享元对象。
UnsharedConcreteFlyweight（非共享具体享元类）

并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类。
FlyweightFactory（享元工厂类）

用于创建并管理享元对象，一般设计为一个存储“Key-Value”键值对的集合（可以结合工厂模式设计）。其作用就在于：提供一个用于存储享元对象的享元池，当用户需要对象时，首先从享元池中获取，如果享元池中不存在，那么则创建一个新的享元对象返回给用户，并在享元池中保存该新增对象
程序需要生成数量巨大的相似对象
这将耗尽目标设备的所有内存
对象中包含可抽取且能在多个对象间共享的重复状态。
示例
- 游戏场景中的植被、子弹等重复的物体，贴图或是网格一样，Transform不一样
- 注意与对象池（也叫资源池，如连接池、线程池）的区别，对象池可重复使用，每次使用都是独占使用；享元是共享使用；对象池可以看作是享元模式的升级版
优点
- 享元模式的优点在于它可以极大减少内存中对象的数量，使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份。
- 享元模式的外部状态相对独立，而且不会影响其内部状态，从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。
缺点
- 享元模式使得系统更加复杂，需要分离出内部状态和外部状态，这使得程序的逻辑复杂化。
- 为了使对象可以共享，享元模式需要将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长。

UE4 实践

做个打地鼠雏形，过程中假设只提供地鼠和炸弹两种物品。避免高频率创建和销毁，提高重复利用，此时可以用享元模式，

创建享元抽象类、具体类

// 抽象享元类
UCLASS(Abstract)
class DESIGNPATTERNS_API AFlyweightObject : public AActor
{
    GENERATED_BODY()
public:
    // 用于每次重新调用时，初始化各个参数
    virtual void Init(FVector pInitPos) {
        bIsLiving = true;
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("----------------------------------"));
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT(__FUNCTION__" %s is used. Pos%s"),
            *this->GetName(),
            *UKismetStringLibrary::Conv_VectorToString(pInitPos));    GetWorld()-&gt;GetTimerManager().SetTimer(m_pTimerHandle, this, &amp;AFlyweightObject::End, 1.0f, false);

}

// 自定义销毁程序，不是真正的销毁实例
virtual void End() {
    if (bIsLiving)
    {
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT(__FUNCTION__" ******** %s is destroyed."), *this-&gt;GetName());
        bIsLiving = false;
        GetWorld()-&gt;GetTimerManager().ClearTimer(m_pTimerHandle);
    }
}

// 击中
virtual void Hit() PURE_VIRTUAL(AFlyweightObject::IsValid, );

// 用于判断是否已经在使用、空闲状态
bool IsLiving() {
    return bIsLiving;
}protected:
    bool bIsLiving;
    FTimerHandle m_pTimerHandle;
};

// 具体享元类 —— 地鼠
UCLASS()
class DESIGNPATTERNS_API AMole : public AFlyweightObject
{
    GENERATED_BODY()
public:virtual void Hit() {
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT(__FUNCTION__" %s is hit. Add 10 score"), *this-&gt;GetName());
    End();
}};

// 具体享元类 —— 炸弹
UCLASS()
class DESIGNPATTERNS_API ABomb : public AFlyweightObject
{
    GENERATED_BODY()
public:
    virtual void Hit() {
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT(__FUNCTION__" %s is hit. Add -5 score"), *this->GetName());
        End();
    }
};

创建享元工厂类

内部可使用享元池存储多个享元对象

// 享元工厂类
UCLASS()
class DESIGNPATTERNS_API AFlyweightFactory : public AActor
{
GENERATED_BODY()
public:
// 初始化多个地鼠和炸弹实例以供使用
void Init() {
for (int32 i = 0; i < 3; i++) { AMole* mole = GetWorld()->SpawnActor(FVector::ZeroVector, FRotator::ZeroRotator);
m_pMolePool.Add(mole->GetName(), mole);

        ABomb* bomb = GetWorld()->SpawnActor<ABomb>(FVector::ZeroVector, FRotator::ZeroRotator);
        m_pBombPool.Add(bomb->GetName(), bomb);
    }
}

// 获取未被使用的地鼠实例
AMole* GetMole() {
    for (TTuple<FString,AMole*>& item : m_pMolePool)
    {
        if (!(item.Value)->IsLiving())
        {
            return item.Value;
        }
    }
    return nullptr;
}

// 获取未被使用的炸弹实例
ABomb* GetBomb() {
    for (TTuple<FString, ABomb*>& item : m_pBombPool)
    {
        if (!(item.Value)->IsLiving())
        {
            return item.Value;
        }
    }
    return nullptr;
}

// 随机获取未被使用的地鼠或炸弹实例
AFlyweightObject* GetRandomElement() {
    if (UKismetMathLibrary::RandomFloat() < 0.7f)
    {
        return GetMole();
    }
    else
    {
        return GetBomb();
    }

}

private:
// 存储的地鼠对象池
UPROPERTY()
TMap m_pMolePool;

// 存储的炸弹对象池
UPROPERTY()
TMap<FString,ABomb*> m_pBombPool;

};

调用测试

UCLASS()
class DESIGNPATTERNS_API AFlyweightTestActor : public AActor
{
    GENERATED_BODY()

public:
    // Sets default values for this actor's properties
    AFlyweightTestActor();
    // Called every frame
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;

protected:
    // Called when the game starts or when spawned
    virtual void BeginPlay() override;

public:
    UPROPERTY()
    AFlyweightFactory* m_pFlyweightFactory;UPROPERTY()
FTimerHandle TimerHandle;

// 定时生成地鼠或炸弹
UFUNCTION()
void AutoSpawner();};


// Called when the game starts or when spawned
void AFlyweightTestActor::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();// 享元工厂实例
m_pFlyweightFactory = GetWorld()-&gt;SpawnActor&lt;AFlyweightFactory&gt;(AFlyweightFactory::StaticClass());
m_pFlyweightFactory-&gt;Init();

// 定时器
GetWorld()-&gt;GetTimerManager().SetTimer(TimerHandle, this, &amp;AFlyweightTestActor::AutoSpawner, 0.4f, true);}

void AFlyweightTestActor::AutoSpawner()
{
    // 随机位置
    int32 RandomInt = UKismetMathLibrary::RandomInteger(16);
    FVector RandomPos = FVector::ZeroVector + FVector(1, 0, 0) * (RandomInt / 4) + FVector(0, 1, 0) * (RandomInt % 4);
    // 获取随机空闲的地鼠或炸弹
    AFlyweightObject* FlyweightObj = m_pFlyweightFactory->GetRandomElement();
    if (FlyweightObj)
    {
        // 初始化享元对象
        FlyweightObj->Init(RandomPos);    // 假定一定概率击中
    if (UKismetMathLibrary::RandomFloat()&lt;0.2)
    {
        FLatentActionInfo LatentActionInfo;
        UKismetSystemLibrary::Delay(GetWorld(), 0.1, LatentActionInfo);
        FlyweightObj-&gt;Hit();
    }               

}
}

调式输出
- 可以看出每次都是调用空闲的实例
- 生命周期结束或者被击中后，实例都会归为空闲状态
  
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_0 is used. PosX=3.000 Y=1.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_1 is used. PosX=2.000 Y=3.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_2 is used. PosX=1.000 Y=1.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AMole::Hit Mole_2 is hit. Add 10 score
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_2 is destroyed.
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_0 is used. PosX=3.000 Y=3.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_1 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_1 is used. PosX=3.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_0 is used. PosX=3.000 Y=1.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_1 is used. PosX=3.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ABomb::Hit Bomb_1 is hit. Add -5 score
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_1 is destroyed.
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_1 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_1 is used. PosX=2.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_0 is used. PosX=2.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_2 is used. PosX=0.000 Y=3.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_1 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_1 is used. PosX=1.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ABomb::Hit Bomb_1 is hit. Add -5 score
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_1 is destroyed.
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_0 is used. PosX=1.000 Y=2.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: AMole::Hit Mole_0 is hit. Add 10 score
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_2 is destroyed.
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_0 is used. PosX=2.000 Y=3.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Mole_1 is used. PosX=1.000 Y=0.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ----------------------------------
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::Init Bomb_0 is used. PosX=3.000 Y=3.000 Z=0.000
  LogTemp: Warning: ABomb::Hit Bomb_0 is hit. Add -5 score
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Bomb_0 is destroyed.
  LogTemp: Warning: AFlyweightObject::End Mole_0 is destroyed.

参考

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