c++ - 如何在 Mixin 类中按类型返回组件？

Question

我一直在尝试使用可变模板来实现一个使用 Mixins 的 GameObject 类(结合 CRTP 以实现静态多态性)。我的一切正常，但 GameObject 的 getComponent() 方法需要类型和索引，这很麻烦。是否可以重写 getComponent()，使其只需要我想要的组件的类型或索引？

下面是构成 Mixins 的组件的代码:

class ComponentBase {
public:
    virtual void update () = 0;
};

template <class T>
class Component : public ComponentBase {
public:
    virtual void update () {
        static_cast<T*>(this)->update();
    }
};

class TransformComponent : public Component<TransformComponent> {
public:
    void update () {
        // ...
    }
    // ...
protected:
    int _x, _y;
};

class ColliderComponent : public Component<ColliderComponent> {
public:
    void update () {
        // ...
    }
    // ...
protected:
    bool _collided;
};

然后是 GameObject Mixin 类:

template <class ... Mixins>
class GameObject : private Mixins...
{
public:
    GameObject (const Mixins&... mixins) : Mixins(mixins)..., _components{&mixins...} {}
    GameObject (Mixins&&... mixins) : Mixins(std::forward<Mixins>(mixins))..., _components{&mixins...} {}

    constexpr size_t getNumComponents () const { return _numComponents; };

    template <typename T, int index>
    constexpr T* getComponent () const {
        static_assert(index < _numComponents, "getComponent: index out of range");
        return static_cast<T*>(_components[index]);
    }

    void update () {
        for (size_t i = 0; i < getNumComponents(); ++i) {
            _components[i]->update();
        }
    }

protected:
    static const size_t _numComponents = sizeof...(Mixins);
    ComponentBase* _components[sizeof...(Mixins)];
};

我想像这样使用自动返回值:

template <int index>
constexpr auto getComponent() const -> decltype(_components[index]) {
    return _components[index];
}

但是 decltype 无法计算方法声明中的表达式。

我还尝试对 getComponent() 使用模板递归来接收组件的类型，但是您不能在非专门化的模板化类中专门化类方法。即:

template <typename T>
constexpr T* getComponent () const {
    // If T equals the type of _components[index], then return, else
    // call getComponent<T, index - 1>().
}

我对使用 TMP 还很陌生，因此非常感谢您的帮助。

Answer 1

首先，我认为这里出了点问题:

 GameObject (const Mixins&... mixins) : Mixins(mixins)..., _components{&mixins...} {}
 GameObject (Mixins&&... mixins) : Mixins(std::forward<Mixins>(mixins))..., _components{&mixins...} {}

看起来您希望将给定对象作为私有(private)基类存储在混合对象中，但您正在为您的 _components 成员获取指向原始对象的指针。如果移动了原始对象，您甚至会将指针指向最有可能移出的对象。

正因为如此，我并不是 100% 清楚你真正想要什么，但这里有一个基于 std::tuple 而不是多重私有(private)继承的解决方案:

http://coliru.stacked-crooked.com/a/178be711a9a62f2b

如您所见，我们不需要公共(public)基类。 mixin 支持所有提供 update 方法的类型。当然，如果您在其他地方需要它，您可以修改它以要求基类。