При разработке программного обеспечения оптимизация использования памяти является важнейшим аспектом создания эффективных и высокопроизводительных приложений. Одним из шаблонов проектирования, который может помочь в достижении этой цели, является шаблон «Приспособленный вес». Шаблон «Приспособленный вес» — это шаблон структурного проектирования, который позволяет минимизировать использование памяти за счет совместного использования общих данных между несколькими объектами. В этой статье блога мы рассмотрим реальные примеры шаблона «Приспособленный вес» и приведем примеры кода, демонстрирующие его реализацию.

Пример 1: форматирование текста в текстовом процессоре
Давайте рассмотрим приложение текстового процессора, которое позволяет пользователям форматировать текст. Приложение должно поддерживать различные стили шрифта, такие как полужирный, курсив и подчеркивание. Вместо создания отдельного объекта для каждого символа с его информацией о форматировании можно использовать шаблон Flyweight.

class CharacterFormat:
    def __init__(self, font, size, color):
        self.font = font
        self.size = size
        self.color = color
class Character:
    def __init__(self, char, format):
        self.char = char
        self.format = format
class WordProcessor:
    def __init__(self):
        self.characters = []
    def add_character(self, char, font, size, color):
        format = CharacterFormat(font, size, color)
        character = Character(char, format)
        self.characters.append(character)

В приведенном выше примере класс CharacterFormatпредставляет общую информацию о форматировании, разделяемую между символами. Класс Characterпредставляет отдельный символ с его особым форматированием. Класс WordProcessorподдерживает список символов. При использовании шаблона Flyweight информация о форматировании распределяется между несколькими символами, что снижает потребление памяти.

Пример 2. Кэширование значков в инфраструктуре графического пользовательского интерфейса (GUI).
Рассмотрим инфраструктуру графического пользовательского интерфейса, которая отображает значки на различных компонентах пользовательского интерфейса, таких как кнопки, меню и панели инструментов. Вместо загрузки и создания нового экземпляра значка каждый раз, когда это необходимо, шаблон Flyweight можно использовать для кэширования и совместного использования экземпляров значка.

class Icon:
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
        self.image = load_image(filename)
class IconFactory:
    def __init__(self):
        self.icons = {}
    def get_icon(self, filename):
        if filename not in self.icons:
            self.icons[filename] = Icon(filename)
        return self.icons[filename]
class GUIComponent:
    def __init__(self, icon_filename):
        self.icon = IconFactory.get_icon(icon_filename)

В этом примере класс Iconпредставляет значок, загруженный из файла. Класс IconFactoryдействует как фабрика-легковес, которая кэширует экземпляры значков и предоставляет доступ к ним. Класс GUIComponentпредставляет компонент пользовательского интерфейса, которому требуется значок. Используя шаблон Flyweight, платформа позволяет избежать загрузки и создания дубликатов значков, тем самым оптимизируя использование памяти.

Шаблон Flyweight — мощный инструмент для оптимизации использования памяти в реальных приложениях. Путем совместного использования общих данных между несколькими объектами шаблон снижает потребление памяти и повышает производительность. В этой статье мы рассмотрели два примера — форматирование текста в текстовом процессоре и кэширование значков в среде графического пользовательского интерфейса — чтобы проиллюстрировать практическую реализацию шаблона «Приспособленец». Включив этот шаблон в проект своего программного обеспечения, вы сможете добиться эффективного использования памяти и повысить общую производительность своих приложений.