Шаблон Flyweight в TypeScript

Что это такое

Паттерн Flyweight экономит память, когда программа хранит тысячи похожих объектов: тяжёлая общая часть сохраняется один раз, и на неё все ссылаются, а каждый объект хранит только свою небольшую уникальную часть.

Лесу из 10 000 деревьев не нужно 10 000 текстур — ему нужны 2 вида деревьев и 10 000 крошечных записей (x, y, вид).

Пример: лес с общими видами

getKind() выдаёт общие объекты видов из Map, создавая каждый только при первом запросе. Каждое дерево хранит лишь позицию и ссылку.

Много деревьев, мало видов

Деревьев четыре, но создаём вид печатается только дважды — дуб и сосна существуют по одному разу, каким бы большим ни стал лес. Две последние строки: посажено деревьев: 4 и сохранено видов: 2.

Напишите программу на TypeScript с паттерном Flyweight: тяжёлый класс TreeKind (name, texture), который хранится по одному экземпляру на каждый вид в Map за функцией getKind, печатающей сообщение при создании вида, и лёгкие объекты Tree, содержащие только позицию и ссылку на свой вид. Посадите четыре дерева двух видов и напечатайте, сколько деревьев существует и сколько видов было сохранено.

> Вывод: программа на TypeScript и захваченный вывод

Prompt

Напишите программу на TypeScript с паттерном Flyweight: тяжёлый класс TreeKind (name, texture), который хранится по одному экземпляру на каждый вид в Map за функцией getKind, печатающей сообщение при создании вида, и лёгкие объекты Tree, содержащие только позицию и ссылку на свой вид. Посадите четыре дерева двух видов и напечатайте, сколько деревьев существует и сколько видов было сохранено.

Вывод: программа на TypeScript и захваченный вывод

// Тяжёлая общая часть — создаётся один раз для каждого вида.
class TreeKind {
  readonly name: string
  readonly texture: string

  constructor(name: string) {
    this.name = name
    this.texture = name + ".png"
  }
}

const kinds = new Map<string, TreeKind>()

function getKind(name: string): TreeKind {
  const found = kinds.get(name)
  if (found !== undefined) {
    return found
  }
  console.log("создаём вид:", name)
  const kind = new TreeKind(name)
  kinds.set(name, kind)
  return kind
}

// Лёгкая часть для каждого дерева: позиция и ссылка.
type Tree = {
  x: number
  y: number
  kind: TreeKind
}

const forest: Tree[] = [
  { x: 1, y: 2, kind: getKind("дуб") },
  { x: 3, y: 4, kind: getKind("сосна") },
  { x: 5, y: 6, kind: getKind("дуб") },
  { x: 7, y: 8, kind: getKind("сосна") },
]

console.log("посажено деревьев:", forest.length)
console.log("сохранено видов:", kinds.size)

Когда его использовать

Используйте его, когда профилирование показывает проблемы с памятью из-за множества объектов, повторяющих тяжёлые данные — тайлы карты, глифы, частицы, кэшированные стили.

Не используйте его, если объектов меньше тысяч или общая часть мала. Это паттерн оптимизации: без проблемы с памятью он остаётся просто лишней сложностью.

Плюсы и минусы

Плюсы: большая экономия памяти на больших объёмах; общие данные обновляются в одном месте.

Минусы: с общими объектами нужно обращаться как с доступными только для чтения — одна неосторожная запись изменит «каждый дуб в лесу» (помогает пометить общие поля как readonly); разделение на общую и уникальную части усложняет модель.