Что такое паттерн 'Приспособленец' (Flyweight)?

"Приспособленец" (Flyweight) — это структурный паттерн проектирования, позволяющий эффективно использовать множество мелких объектов, значительно уменьшая потребление памяти. Он достигается за счет разделения состояния объекта на внутреннее (intrinsic), которое является общим для нескольких объектов и хранится в самом приспособленце, и внешнее (extrinsic), которое уникально для каждого конкретного контекста использования и передается приспособленцу извне. Паттерн применяется, когда есть большое количество объектов одного класса с почти одинаковым состоянием.

Ключевые компоненты:

• Flyweight (Приспособленец): Интерфейс или абстрактный класс, определяющий методы, которые могут принимать внешнее состояние.
• ConcreteFlyweight (Конкретный Приспособленец): Реализация Flyweight, содержащая внутреннее состояние.
• FlyweightFactory (Фабрика Приспособленцев): Создает и управляет объектами ConcreteFlyweight. Она гарантирует, что приспособленцы с одинаковым внутренним состоянием будут переиспользованы, а не созданы заново.
• Client (Клиент): Использует объекты Flyweight и передает им внешнее состояние.

Принцип работы заключается в том, что Клиент запрашивает приспособленца у Фабрики. Фабрика ищет существующий приспособленец с нужным внутренним состоянием. Если находит, возвращает его. Если нет, создает новый, сохраняет его в кеш и возвращает. При использовании приспособленца Клиент передает ему необходимое внешнее состояние в качестве аргументов метода.

Преимущества:

• Уменьшает потребление памяти, особенно при большом количестве объектов.
• Улучшает производительность за счет уменьшения накладных расходов на создание и сборку мусора объектов.

Недостатки:

• Введение паттерна усложняет код.
• Клиент должен явно управлять внешним состоянием.

Пример использования: отображение большого количества однотипных графических элементов в игре или редакторе. Вместо создания отдельного объекта для каждого элемента (с одинаковой текстурой, но разным положением), можно создать один объект-приспособленец для текстуры и передавать ему внешнее состояние (координаты, поворот) при отрисовке.

python