c++ - 这种情况下合适的设计模式是什么？

Question

我正在尝试实现一个模型 (gfx) 类，但我似乎找不到适合它的设计。

我有的是:[伪代码]

class Material {
  public:
    virtual void SetPerFrameInfo(void* pData)=0;
    //[...]
}

class SpecificMaterial : public Material {
  public:
    void SetPerFrameInfo(void* pData);
    //[...]
}

void  SpecificMaterial::SetPerFrameInfo(void* pData) {
    ThisMaterialPerFrameInfoStruct* pInfo = (ThisMaterialPerFrameInfoStruct*)pData;
    //[...]
}

class Model {
  public:
    Model(Material* pMaterial){m_pMatirial = pMaterial;}
    void Draw();
  private:
    Material* m_pMaterial
    //[...]
}

void Model::Draw() {
    PerFrameInformation info;
    m_pMaterial->SetPerFrameInfo(&info);
}

使用方法:

Material* pMaterial = new SpecificMaterial();
Model someModel(pMaterial);

如您所见，我有两个主要问题:

1) 传递给SetPerFrameInfo()的struct类型取决于实际素材，应该怎么填写？

2) 模型类可能需要一些其他数据成员，具体取决于实际 Material ，因为对于某些 Material ，我可能决定实现计时器，而对于某些 Material ，我可能不会。在所有 Material 的模型类中拥有数据成员将是一种内存浪费。

请帮忙，我似乎找不到任何合适的设计模式。

Answer 1

1.) 我认为您遇到的问题是因为试图在基类中放置太多内容。由于模型在调用 SetPerFrameInfo 函数时需要知道它使用的是什么特定 Material 类型，为什么不只为每个 Material 派生类提供其自己的 Set..() 函数，该函数采用正确的类型而不是 void*？因为 Material 基类无法与其每帧信息进行交互(它是 void*)，那么为什么要将其泛化到基类中？

2.) 只需将特定于 Material 的数据成员放入派生的 Material 类中。我假设每个 Material 实例都对应一个唯一的模型，因此模型的特定于 Material 的信息应该在其 Material 派生类中。

针对您的澄清:

好吧，我误解了两个类之间的关系。基本上，在理想情况下，您需要一组不知道模型细节的 Material 类，以及一组可以使用任何 Material 但不知道 Material 细节的模型。因此，您可能希望将粗糙 Material 实例应用于六个不同的模型。

我不认为有任何问题，如果每个 Material 实例由多个模型共享并且每个模型实例对不同的 Material 一无所知，则需要第三个每个模型对象来存储计时器或任何实例数据绘图所需。因此，每个模型都会收到自己的 AppliedMaterial 对象，该对象指向共享的 Material 实例以及将 Material 应用于该模型所需的数据成员。每种 Material 类型都必须有不同的 AppliedMaterial 子类，存储与每种 Material 相关的数据值。使用第三个上下文对象的示例:

struct GlossMaterialContext
{
    Timer t;
    int someContextValue;
};

class GlossMaterial : Material
{
    void * NewApplicator() { return new GlossMaterialContext; }
    void FreeApplicator(void *applicator) { delete (GlossMaterialContext*)applicator; }
    void ApplyMaterial(void *applicator)
    {
        // Set up shader...
        // Apply texture...
    }
};

class 3DModel
{
    Material *material;
    void *materialContext;

    void SetMaterial(Material *m)
    {
        material = m;
        materialContext = m->NewApplicator();
    }
    void Draw()
    {
        material->ApplyMaterial(materialContext);
    }
};

这不是一种非常干净的技术。我总觉得处理 void* 指针是一件麻烦事。您还可以让第三个上下文对象基于一个类，例如:

class AppliedGlossMaterial : AppliedMaterial

和:

class GlossMaterial : Material
{
    AppliedMaterial * NewApplicator() { return new AppliedGlossMaterial; }
    ...

如果数据成员同时依赖于模型类型和 Material 类型，那么您的模型和 Material 的耦合度太高，以至于无法将它们放入相互之间不了解的单独类中。您必须创建模型的子类:Glossy3DModel、Rough3DModel 等。