如何使用智能指针跟踪 class 的对象？

Question

我正在尝试编写一个 class，其对象相互了解（即具有指向所有对象的指针）。我无法理解关于智能指针和静态成员的这个想法的某些方面。

class可以认为是一个游戏对象，需要能够访问其他游戏对象的成员函数和属性。

据我所知，实现所需设计的常用方法是静态向量，它包含指向其他对象的指针。如果通过原始指针操作，任务不是很复杂：

GameObject.h:

#pragma once

#include <vector>    

class GameObject
{
private:
    static std::vector< GameObject* > objects;
public:
    GameObject()
    {
        objects.push_back(this);
    }
};

GameObject.cpp:

#include "GameObject.h"

std::vector< GameObject* > GameObject::objects = {};

这实际上可以满足我的需要。但是如果我想使用智能指针，事情对我来说就没那么简单了。来自 this question and from the 'Effective Modern C++' book by Meyers I found out about std::enable_shared_from_this and shared_from_this(). But, additionally, the reference 明确指出 shared_from_this() 仅在对象已由 std::shared_ptr<>.

拥有的情况下才允许使用

因此不可能以与之前相同的方式在构造函数中简单地推入静态向量 this 指针（或在其上构建的 std::shared_ptr ）。我发现允许设计的最小代码集如下：

GameObject.h:

#pragma once

#include <vector>
#include <memory>


class GameObject : public std::enable_shared_from_this<GameObject>
{
private:
    static std::vector< std::shared_ptr<GameObject> > objects;
public:
    GameObject() {}

    void emplace_ptr()
    {
        objects.emplace_back(shared_from_this());
    }
};

GameObject.cpp:

#include "GameObject.h"

std::vector< std::shared_ptr<GameObject> > GameObject::objects = {};

main.cpp:

#include "GameObject.h"

int main(int argc, char* argv[])
{

    std::shared_ptr<GameObject> game_object{ new GameObject{} };
    game_object->emplace_ptr();
    return 0;
}

所以我显然不得不在外部某处创建一个指向对象的指针，然后显式调用一个方法将指针推送到静态向量（因为我不允许在构造函数中这样做）。

我觉得所需的代码变得不必要地复杂（与原始指针的情况相比）或者我在做一些荒谬的事情。

我努力让对象相互感知有意义吗在所有？这是一个常见问题还是其他一些方法通常是拍了？
静态向量是解决问题的可靠方法吗？
如何使用智能指针构造此类向量，但最好是，无需外部干预，也无需创建特殊功能 emplace_ptr() 的用途?

Answer 1

你不需要 enable_shared_from_this，相反你可以有一个 static 工厂函数来创建（共享）实例，把它放在向量中，并且 returns 它.

类似

class GameObject
{
private:
    static std::vector<std::shared_ptr<GameObject>> objects;

    // Don't allow creation from outside
    GameObject() {}

public:
    static std::shared_ptr<GameObject> create()
    {
        objects.emplace_back(new GameObject);
        return objects.back();
    }
};

然后获取一个实例，例如

auto new_game_object = GameObject::create();

只有一个问题：共享指针指向的对象只要在向量中就永远不会超出范围，向量的生命周期就是程序的生命周期（因为它是 static）。所以你必须考虑何时何地从向量中删除这些实例。

Answer 2

我会首先将静态向量移到游戏对象之外 class，并避免将管理游戏对象的代码放在游戏对象本身内部。另一个用户提出的静态 create() 方法会有所帮助，但我个人更喜欢自己调用 GameObject/Derived 游戏对象构造函数的能力，这样我就可以在构造过程中传递我需要的任何数据。

创建类似 GameObjectWorld class 的东西，您可以在游戏引擎执行期间向其中添加对象。无需直接从 GameObject 构造函数自动将它们添加到世界中。

你可以这样做：

auto gameObject = std::make_shared<GameObject>();
// implemented at a singleton for simplicity
GameObjectWorld::getInstance().add(gameObject);

过去，我采用了给定游戏 "Part" 或 "Scene" 维护其自己的游戏对象（实体）列表的方法，而这些游戏对象又维护自己的列表。这允许您通过递归执行操作，并具有对象层次结构的额外好处。

这是一个简单粗暴的例子：

class Part
{
    std::vector<std::shared_ptr<GameObject> children;
public:
    void addChild(std::shared_ptr<GameObject> object)
    {
        children.push_back(object);
    }

    // Part lifecycle
    virtual void onCreate() = 0; // must be provided by your parts
};

class GamePart :: public Part
{
    void onCreate() override; // called by your engine
};

void GamePart::onCreate()
{
    addChild(std::make_shared<GameObject>());
}

这是开始管理游戏对象的一种非常简单的方法，我强烈建议您阅读 "Entity Component Systems" 并了解行业专家管理其游戏世界的一些方法。

如何使用智能指针跟踪 class 的对象？

How do I track objects of a class using smart pointers?

c++

static

pointers

smart-pointers

c++11