java - 模拟中 "dynamic"对象的结构

Question

我想创建一个或多或少简单的重力模拟，我目前正在对结构做出一些决定。我遇到了一个问题，我不知道如何“很好地”解决。这是问题的简单类图:

乍一看，您可能看不出任何问题，但让我告诉您一个额外的事实:如果一颗恒星达到一定的密度(史瓦西半径 > 半径)，它应该形成黑洞。那么我如何告诉模拟将 Star 实例与 BlackHole 实例交换呢？我可以向每个主体添加一个模拟实例，然后它们自己可以修改主体数组，但必须有更好的方法!

另一种方法可能是让 Planet、Star 和 BlackHole 成为新类 BodyType 的子类，然后 Body 将保存该类的实例。

你觉得怎么样？您将如何以干净利落的方式解决这个问题？如有任何帮助，我们将不胜感激!

编辑:为了进一步说明，here is an illustration我提到的两种方法。这两者哪一个更好？或者还有我没有提到的更好的吗？

Answer 1

也许这可能有帮助；在运行时改变行为的一种常见方法是策略模式；这个想法是在 Body 类中保留所有 body 类型的共同点，并将不同的行为分成不同的策略，这样每当 body 改变类型时就可以交换策略。他们可以实现一个接口(interface)，比如 BodyBehavior，而不是让 BlackHole、Planet 和 Star 扩展 Body；

public interface BodyBehaviour {
    String getType ();
    Double getLuminosity (Body body);
    // anything else you need that's type specific....
}

public class PlanetBodyBehavior implements BodyBehaviour {
    public static final String TYPE = "Planet"
    @Override
    public String getType() {
        return TYPE;
    }

    @Override
    public Double getLuminosity(Body body) {
        // planet specific luminosity calculation - probably 0 
        return calculatedLuminosity;
    }
}

你的 body 类别看起来像这样；

public class Body {
    private Double mass;

    // coordinates,radius and other state variables

    private BodyBehavior bodyBehaviour;

    public void setBodyBehaviour (BodyBehaviour behaviour) {
        this.bodyBehaviour = behaviour;
    }

    public String getBodyType () {
        bodyBehaviour.getType();
    }

    public Double getLuminosity () {
        bodyBehavior.getLuminosity(this);
    }
}

对于你的模拟，你可以有类似的东西；

// init - note we keep our behaviors stateless so we only need one instance of each
public class Simulation () {
    BodyBehaviour planetBehavior = new PlanetBodyBehavior();
    BodyBehaviour starBehavior = new StarBodyBehavior()
    BodyBehaviour blackHoleBehavior = new BlackHoleBodyBehavior()
    // Just showing initialisation for a single star...
    Body body = new Body(initilising params....)
    body.setBehaviour (starBehavior);

        // iterations....
    while (!finished) {
        // assume we have many bodies and loop over them
        for (Body body : allBodies) {
            // update body positions etc.
            // check it's still a star - don't want to be changing it every iteration...
            if (body.hasBecomeBlackHole() {
                // and this is the point of it all....
                body.setBodyBehaviour(blackHoleBehavior);
            }
        }
    }
}

祝你模拟愉快!

请注意，在这种情况下，顶层模拟循环会调用行为更改，但您可以将其添加到您的 BodyBehavior 中；

boolean hasBecomeBlackHole (Body body);

在 body 里你可以做类似的事情

public boolean hasBecomeBlackHole () {
    bodyBehaviour.hasBecomeBlackHole(this);
}

对于 StarBodyBehavior；

public boolean hasBecomeBlackHole (final Body body) {
    return doSomeCalculations(body.getMass(), body.getRadius());
}

对于行星和黑洞

public boolean hasBecomeBlackHole (final Body body) {
    return false;
}