#pragma once
#include <cstddef>
#include <vector>
#include <new>

namespace vde::foundation {

/**
 * @brief 固定块大小的内存池
 *
 * 使用空闲链表实现 O(1) 的分配和释放。按固定大小的 chunk 预先分配内存，
 * 适合频繁创建/销毁同类型小对象的场景（如半边网格的顶点和面）。
 *
 * @tparam T 池中存储的对象类型
 *
 * @note 内存池不调用对象的构造函数/析构函数，仅管理原始内存
 * @note 适合 POD 类型或通过 placement new 手动管理生命周期的类型
 * @warning 不在单个对象释放时归还内存给操作系统；仅在池析构时统一释放所有 chunk
 *
 * @code{.cpp}
 * MemoryPool<Vertex> pool(4096);
 * Vertex* v = pool.allocate();     // O(1)
 * // ... 使用 v ...
 * pool.deallocate(v);              // O(1)
 * @endcode
 *
 * @ingroup foundation
 */
template <typename T>
class MemoryPool {
public:
    /**
     * @brief 构造内存池
     * @param chunk_size 每个内存块可容纳的对象数（默认 1024）
     */
    explicit MemoryPool(size_t chunk_size = 1024) : chunk_size_(chunk_size) {}

    /**
     * @brief 析构内存池，释放所有已分配的内存块
     */
    ~MemoryPool() { for (auto* p : chunks_) ::operator delete(p); }

    /**
     * @brief 从池中分配 n 个 T 对象的内存
     *
     * 当前实现忽略 n 参数，每次始终分配一个对象。
     * 若空闲链表为空，自动分配新的 chunk。
     *
     * @param n 对象数量（当前未使用，保留用于 API 兼容）
     * @return 指向未初始化内存的指针
     *
     * @pre n 应小于 chunk_size_
     */
    T* allocate(size_t n = 1) {
        if (free_list_ == nullptr) allocate_chunk();
        T* p = static_cast<T*>(free_list_);
        free_list_ = *reinterpret_cast<void**>(free_list_);
        return p;
    }

    /**
     * @brief 将内存归还到池中
     *
     * 将对象内存插入空闲链表头部，不调用析构函数。
     *
     * @param p 之前从 allocate() 获取的指针
     */
    void deallocate(T* p, size_t = 1) {
        *reinterpret_cast<void**>(p) = free_list_;
        free_list_ = p;
    }

private:
    /**
     * @brief 分配一个新的内存块并初始化空闲链表
     */
    void allocate_chunk() {
        void* chunk = ::operator new(chunk_size_ * sizeof(T));
        chunks_.push_back(chunk);
        char* base = static_cast<char*>(chunk);
        for (size_t i = 0; i < chunk_size_; ++i) {
            void* ptr = base + i * sizeof(T);
            *reinterpret_cast<void**>(ptr) = free_list_;
            free_list_ = ptr;
        }
    }

    size_t chunk_size_;
    void* free_list_ = nullptr;
    std::vector<void*> chunks_;
};

}  // namespace vde::foundation