レガシー第13章：アセット管理とリソースキャッシュ設計

#ifndef RESOURCE_HANDLE_H
#define RESOURCE_HANDLE_H

#include <stdint.h>

// 32ビットの整数に [世代番号 16bit | スロット番号 16bit] をパック
struct ResourceHandle {
    uint32_t id;

    ResourceHandle() : id(0) {}
    ResourceHandle(uint16_t index, uint16_t generation) {
        id = (static_cast<uint32_t>(generation) << 16) | static_cast<uint32_t>(index);
    }

    uint16_t getIndex() const {
        return static_cast<uint16_t>(id & 0xFFFF);
    }

    uint16_t getGeneration() const {
        return static_cast<uint16_t>((id >> 16) & 0xFFFF);
    }

    bool isValid() const {
        return id != 0;
    }

    bool operator==(const ResourceHandle& other) const { return id == other.id; }
    bool operator!=(const ResourceHandle& other) const { return id != other.id; }
};

#endif // RESOURCE_HANDLE_H

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

struct TextureResource {
    std::string filename;
    int width;
    int height;
    int refCount; // 参照カウンタ

    TextureResource(const std::string& name) 
        : filename(name), width(64), height(64), refCount(1) {
        std::cout << "[Disk I/O] テクスチャ読込: " << filename << " (メモリ確保)" << std::endl;
    }

    ~TextureResource() {
        std::cout << "[VRAM Release] テクスチャ破棄: " << filename << std::endl;
    }
};

class ResourceManager {
private:
    std::map<std::string, TextureResource*> cache_;

public:
    ~ResourceManager() {
        unloadAll();
    }

    // リソースの取得（未ロードなら新規ロード、ロード済みなら既存を共有）
    TextureResource* acquireTexture(const std::string& filepath) {
        std::map<std::string, TextureResource*>::iterator it = cache_.find(filepath);
        if (it != cache_.end()) {
            it->second->refCount++;
            std::cout << "[Cache HIT] " << filepath << " を再利用 (参照数: " 
                      << it->second->refCount << ")" << std::endl;
            return it->second;
        }

        // 新規ロード
        TextureResource* res = new TextureResource(filepath);
        cache_[filepath] = res;
        return res;
    }

    // リソースの返却（参照カウントを減らし、0になったら即時または遅延解放）
    void releaseTexture(const std::string& filepath) {
        std::map<std::string, TextureResource*>::iterator it = cache_.find(filepath);
        if (it == cache_.end()) return;

        it->second->refCount--;
        std::cout << "[Release] " << filepath << " 返却 (残り参照数: " 
                  << it->second->refCount << ")" << std::endl;

        if (it->second->refCount <= 0) {
            delete it->second;
            cache_.erase(it);
        }
    }

    void unloadAll() {
        for (std::map<std::string, TextureResource*>::iterator it = cache_.begin();
             it != cache_.end(); ++it) {
            delete it->second;
        }
        cache_.clear();
    }

    size_t getLoadedCount() const { return cache_.size(); }
};

int main() {
    ResourceManager mgr;
    std::cout << "=== 10体の敵を生成 ===" << std::endl;
    TextureResource* enemies[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        // 全員同じ画像を要求するが、ディスクロードは最初の1回だけ！
        enemies[i] = mgr.acquireTexture("sprites/invader.png");
    }

    std::cout << "\nキャッシュ中テクスチャ総数: " << mgr.getLoadedCount() << std::endl;

    std::cout << "\n=== 敵を順次撃破（解放） ===" << std::endl;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        mgr.releaseTexture("sprites/invader.png");
    }

    std::cout << "\n全解放後のキャッシュ数: " << mgr.getLoadedCount() << std::endl;
    return 0;
}

• Flyweightパターンの本質: 全エンティティ共通の不変データ（画像・音声）を一元キャッシュし、個体ごとの可変データ（座標・HP）と厳格に分離する。
• 重複ロードの根絶: ファイルパスをキーにしたマップで管理し、同一アセットはメモリ上に唯一無二の1インスタンスのみを保証する。
• 生ポインタからハンドルへの昇華: アンロード時のダングリングポインタ事故を防ぐため、世代番号付きハンドルや参照カウント機構を設ける。
• フォールバック機構の常備: ファイルが存在しない・破損している場合にクラッシュさせず、目立つ代替色（ピンク紫市松模様など）を表示して開発を止めない。

• 1. ゲームループのフレームレートを固定化するため
• 2. 大量のオブジェクト間で共通する不変データを共有し、メモリ消費量とロード負荷を激減させるため
• 3. 仮想関数の呼び出しオーバーヘッドをゼロにするため
• 4. マルチスレッドにおけるデッドロックを防止するため

• 1. ポインタよりも消費メモリが常に小さくなるため
• 2. リソースが破棄された後や別のリソースに再利用された後にアクセスしても、無効な参照であることを確実に検知できるため
• 3. コンパイル時の型チェックを完全に無効化できるため
• 4. ディスクからの読み込み速度が物理的に2倍になるため

• 1. 即座に std::abort() または assert() でゲームをクラッシュさせる
• 2. nullptr を返し、呼び出し側がNULLチェックしていない箇所でSEGVを引き起こす
• 3. 目立つダミー画像（マゼンタのチェッカー模様など）をフォールバックとして返し、警告ログを出力してゲームは継続させる
• 4. 見つかるまで無限ループでディスクを再試行し続ける