c++ - 使 vector 3D 从 vector AND 派生，需要保留字段 x y z

Question

我有一个 vector 3D 类

class Vector3D{
    public: float x; float y; float z;
    //some functions, e.g. operator+ - * / 
    //some 3D-specific function
};

和一个 vector N-D 类。

template<int constSize> class VecFloatFix{
    float database[constSize];
    //some functions, e.g. operator+ - * / 
};

我注意到两个类之间存在代码重复，所以我认为我应该制作 Vector3D源自 VecFloatFix<3> :-

class Vector3D : public VecFloatFix<3>{
    //some 3D-specific function
};

一切似乎都很好，除了有很多用户代码访问Vector3D::x,y,z直接。

是否可以制作Vector3D源自 VecFloatFix<3>同时不破坏用户的代码？

我最好的猜测是:-

template<int constSize> class VecFloatFix{
    union{
        float database[constSize];
        float x,y,z;  ?????  sound like a hack
    }
    //some functions, e.g. operator+ - * / 
};

编辑硬编码x,y,z进入VecFloatFix是不可持续的。
如果我有一个新类(class)Vector2D源自 VecFloatFix<2> , Vector2D::z将编译正常(危险)。

Answer 1

这里是一个版本，它只公开了大小为 3 的 vector 的 x、y、z 组件。显然其他大小也可以专门化.

template<int constSize> struct VecFloatStorage
{
    float database[constSize];
};

template<> struct VecFloatStorage<3>
{
    union
    {
        float database[3];
        struct { float x, y, z; };
    };
};

template<int constSize> class VecFloatFix : public VecFloatStorage<constSize>
{
public:
    // Methods go here.
};

不知道标准是否保证 struct { float x, y, z; } 具有与 float data[3] 相同的内存布局，但在实践中我非常确定该假设成立。

GLM 库使用了类似的技巧，除了它们根本没有数组成员，而是提供返回 (&this->x)[idx] 的索引运算符。