c++ - 如何使用 has-a 关系解决模板化循环依赖？

Question

我有一个名为 EntityManager 的类，它在 vector 中拥有 Entity。问题是，Entity 在模板函数中使用了对 EntityManager 的引用。这是演示我的意思的代码:

//EntityManager.h
#include "Entity.h"
class EntityManager{
    std::vector<Entity> ents;
public:
    template<class T>
    void someFunc(const Entity & e){
        ...
    }
};

//Entity.h
#include "EntityManager.h"
class Entity{
    EntityManager * mgr;
public:
    template<class T>
    void someOtherFunc(){
        mgr->someFunc<T>(*this);
    }
}

请注意，我曾尝试将函数移出声明，如下所示:

//Entity.h
class EntityManager;

class Entity{
    EntityManager & mgr;
public:
    template<class T>
    void someOtherFunc();
}

#include "EntityManager.h"
template<class T>
void Entity::someOtherFunc(){
    mgr->someFunc<T>(*this);
}

如何解决这种依赖关系？请注意，我不能使用 C++11，以防万一解决方案隐藏在那里。

Answer 1

看起来你的依赖如下:

• EntityManager包含 vector的 Entity秒。 EntityManager 的类定义需要 Entity 的类定义为了明确定义。
• Entity包含对 EntityManager 的引用.它的类定义仅需要EntityManager的类型声明为了明确定义。
• 实现EntityManager::someFunc<T>需要 EntityManager 的类定义和 Entity .
• 实现Entity::someOtherFunc<T>还需要 EntityManager 的类定义和 Entity .

所以，解决方案是:

• 包含 Entity 的类定义之前EntityManager
• 转发声明EntityManager在 Entity 的类定义之前
• 不包含 EntityManager 的类定义在 Entity 的类定义之前
• 但要记住包含 EntityManager 的类定义在执行 Entity::someOtherFunc<T> 之前，以及 Entity 的类定义在执行 EntityManager::someFunc<T> 之前

这应该会打破循环。关键的见解是，虽然您通常可以通过内联编写成员函数模板，但在这种情况下，您必须将它们从类定义中分离出来。如果您以声明方式表达依赖关系并使用适当的 #include守卫，定义将自动包含在正确的顺序中。

例如，

EntityManager.h

EntityManager 的类定义需要 Entity 的类定义. header 需要包含 EntityManager 的实现的模板化成员函数。

#ifndef ENTITYMANAGER_H
#define ENTITYMANAGER_H
#include "Entity.h"

class EntityManager {
  std::vector<Entity> ents;
public:
  template <typename T>
  inline void someFunc(const Entity &e);
};

#include "EntityManager.cpp.tmpl"

#endif

EntityManager.cpp.tmpl

执行EntityManager需要 Entity 的类定义.

#include "Entity.h"

template <typename T>
void EntityManager::someFunc(const Entity &e) {
  // do things with this, e, and T
}

实体.h

Entity 的类定义只需要声明 EntityManager类型。 header 需要包含 Entity 的实现的模板化成员函数。

#ifndef ENTITY_H
#define ENTITY_H
class EntityManager;

class Entity {
  EntityManager &mgr;
public:
  template <typename T>
  inline void someOtherFunc();
};

#include "Entity.cpp.tmpl"

#endif

实体.cpp.tmpl

执行Entity需要 EntityManager 的类定义.

#include "EntityManager.h"

template <typename T>
void Entity::someOtherFunc() {
  mgr.someFunc<T>(*this);
}