c++ - 取决于静态参数包字段的返回类型

Question

我最近一直在试验参数包，因为它们似乎满足了我开发中的一个相当大的需求。但是，我一直遇到一个问题，参数包似乎是一个可行的解决方案，但我无法弄清楚这个特定问题。当前的问题是如何获取参数包中的每个类型，从该类型的静态字段中检索第 n 个元素，并在元组中返回该元素(连同其他元素)。如果措辞有点不清楚，我当前的用例如下:

/* 警告:可能是不必要的细节 */

我的程序的架构是 Entity-Component System 的架构.本质上，有多个系统定义了程序不同区域的逻辑。这些系统作用于由多个组件组成的实体(其中包含特定的数据，例如 DescriptionComponent)。每个系统将验证给定实体是否具有所有必需的组件，然后执行特定于系统的逻辑。

为此，我创建了一个组件基类，从中派生出特定的组件。每个派生组件都包含一个静态 vector ，它充当该类型所有组件的管理器。每个组件都有一个引用其所属实体的 entityId 字段，静态 vector 按此 ID 排序。

目前，在给定的系统中，我能够通过查看系统所需的组件找到适用的实体，然后找到包含相同 entityId 的组件集并对这些组件执行逻辑。但是，此时我正在执行逻辑以手动遍历组件的静态 vector ，因为每个系统在组件类型方面都有不同的要求。

一个简单的例子，以防上面的内容不清楚:

假设 DisplaySystem 需要一个 PictureComponent 和一个 PositionComponent。现在说管理这些类型的静态字段如下:

PictureComponent::elements = [(picture: "somePic.jpg", id: 1), (picture: "otherPic.jpg", id: 2)]
PositionComponent::elements = [(pos: (1,2), id: 2), (pos: (4,5), id: 3)]

目前，每个组件都有自己的迭代器。从零开始，我们用最低的 entityId 提高组件索引(因为 vector 是根据这个键排序的)。在上面的示例中，我们将尝试索引 (0,0)，看到 id 1 小于 id 2，因此增加第一个索引。然后我们会尝试 (1,0)，看到两个组件都有 entityId 2，并将它们作为对传递给系统以执行逻辑。然后我们会增加两个索引，尝试 (2,1)，并超出 PictureComponent vector 的范围，然后完成。

/* 结束不必要的细节 */

对于这个问题，我设想的解决方案是一个单一的模板化参数包类，它接收所需的组件类型并输出 entityId 全部匹配的组件的元组。伪代码如下

template <typename... RequiredComponentTypes>
class ComponentIterator {
   /* standard input iterator functionality*/
   ...

   array componentIndices // same size as our param pack, one index per type

   tuple<RequiredComponentTypes...> getNextSetOfComponents() {
      while every component's entity id is not equal:
         find the currently indexed component with the lowest entity id;
         increment the current index of that component type;

      out of the while, once we have a set of components with the same entity id:
         return a tuple of the indexed components for each type. **//this is the part I have no idea how to do**
   }
}

如代码中所述，将其值从索引检索到类型的静态字段的元组返回的过程是我不确定的部分。对于任意数量的模板参数，手动执行都是微不足道的(如果我有一组命名参数化类型，那么制作元组就像使用适当的值调用 make_tuple 一样简单。)但是，在处理参数包时，我'我不确定如何解决这个问题。

如果您能提供任何帮助，我们将不胜感激，如果您需要任何说明或更多详细信息，请随时告诉我。谢谢!

Answer 1

你可以这样做:

template <typename... Ts>
class ComponentIterator {
    static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);

public:
    ComponentIterator() : indices(), finished(false) { adjust(); }

    std::tuple<Ts&...> get()
    {
        return get(std::index_sequence_for<Ts...>());
    }

    ComponentIterator& operator ++()
    {
        for (auto& e : indices) {
            ++e;
        }
        adjust();
        return *this;
    }

    bool is_finished() const { return finished; }
private:
    void adjust()
    {
        adjust(std::index_sequence_for<Ts...>());
    }

    template <std::size_t...Is>
    std::tuple<Ts&...> get(std::index_sequence<Is...>)
    {
        return std::tie(Ts::elements[indices[Is]]...);
    }

    template <std::size_t...Is>
    void adjust(std::index_sequence<Is...>) {
        bool is_ended[size] = {indices[Is] == Ts::elements.size()...};
        if (std::any_of(std::begin(is_ended), std::end(is_ended),
            [](bool b) { return b; })) {
            finished = true;
            return;
        }

        int min_value = std::min({Ts::elements[indices[Is]].id...}) - 1;
        for (;;)
        {
            ++min_value;
            bool increases[size] = {increase_until<Ts>(indices[Is], min_value)...};
            if (std::any_of(std::begin(increases), std::end(increases),
                [](bool b) { return !b; })) {
                finished = true;
                return;
            }
            const int ids[size] = {Ts::elements[indices[Is]].id...};
            if (std::all_of(std::begin(ids), std::end(ids),
                [min_value](int id) { return id == min_value;})) {
                return;
            }
        }
    }

    template <typename T>
    bool increase_until(std::size_t& index, int min_value)
    {
        for (; index != T::elements.size(); ++index) {
            if (min_value <= T::elements[index].id) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
private:
    std::array<std::size_t, size> indices;
    bool finished;
};

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