All derived-classes 的显式实例化

Question

我有一个 Component class:

class Component 
{

}

然后继承自它的Colliderclass：

class Collider :public Component
{

}

还有一个 SphereCollider 继承自 Collider:

class SphereCollider :public Collider
{

}

最后，一个 GameObject class，您可以使用它添加或删除组件。

GameObject.hheader:

class GameObject
{
    //Add functionality
    template <class T>
    T& AddComponent();

    //Get functionality
    template <typename T>
    T& GetComponent();
}

GameObject.cpp来源：

template <typename T>
T& GameObject::AddComponent(){}

template <typename T>
T& GameObject::GetComponent(){}

//Explicit instantiation 
template Component &GameObject::GetComponent<Component>();
template Component &GameObject::AddComponent<Component>();
template SphereCollider &GameObject::GetComponent<SphereCollider>();
template SphereCollider &GameObject::AddComponent<SphereCollider>();

一切正常。我可以在没有指针的情况下从 GameObject 添加或获取组件，如下所示：

GameObject gameObject;
SphereCollider sCollider1 = gameObject.AddComponent<SphereCollider>();
SphereCollider sCollider2 = gameObject.GetComponent<SphereCollider>();
Component sCollider3 = gameObject.GetComponent<Component>();

问题：

我需要将其用作库并隐藏源文件。由于我在 GameObject.cpp 源代码中为 Component 和 SphereCollider classes 添加了显式实例化，因此只有那些可以编译。

例如，

Collider sCollider = gameObject.GetComponent<InnoEngine::Collider>();

将无法编译，除非我还添加：

template Collider &GameObject::GetComponent<Collider>();
template Collider &GameObject::AddComponent<Collider>();

在 GameObject.cpp 来源中。

由于所有使用GetComponent和AddComponent函数的东西都继承自Componentclass，有没有办法自动进行显式实例化对于从 Component class?

继承的每个 class

我试过了template Component &GameObject::GetComponent<Component>(); 和 template Component &GameObject::AddComponent<Component>(); 但这没有用，只给了我 "unresolved external symbol" 错误。

目前我唯一的选择是将所有模板函数放在 header 文件中，但这将公开 GetComponent 和 AddComponent 模板函数的重要代码.

Answer 1

不，这不可能。

1) template Component &GameObject::GetComponent<Component>() 是仅针对具体 Component class 的显式实例化。编译器找不到纯虚拟方法的定义，因此您会收到链接器错误。

2) 如果您不添加相应的包含，某些从 Component 派生的 class 可能无法在 GameObject.cpp 中访问。所以在一般情况下，编译器甚至在理论上也无法获得所有继承者的列表，因为此信息仅在链接时可用。

Answer 2

Since everything that uses the GetComponent and AddComponent functions inherits from the Component class, is there a way to automatically make Explicit instantiation for every class that inherits from the Component class?

简短的回答是 "No"。

从 Component 派生出 class 就可以做到这一点。您得到一个派生的 class —— 仅此而已。如果基 class 具有 virtual 成员函数，这些成员函数在派生 class 中被覆盖，您将获得在派生 class.

中实现的行为

任何额外的东西都必须编码。需要编写的额外代码量取决于额外功能和您提供的框架。

这是实现您的目标的一种可能方法。请注意这里使用了dynamic_cast，一不小心可能会失败

class Component 
{
   public:
      virtual ~Component() {}
};

#include <map>

// Implement GameObject with no knowledge of any of the classes derived 
// from Component. That will be one sure fire way of making sure that it can
// be used for any class derived from Component.

class GameObject
{
   public:

    //Add functionality
    template <class T>
    T& AddComponent()
    {
       T* obj = new T{};
       AddComponent(getTypeID<T>(), obj);
       return *obj;
    }

    //Get functionality
    template <typename T>
    T& GetComponent()
    {
       T* obj = dynamic_cast<T*>(GetComponent(getTypeID<T>()));
       return *obj;
    }

   private:

    // If necessary, the implementation can be moved to a .cpp file.
    void AddComponent(int typeID, Component* obj)
    {
       components[typeID] = obj;
    }

    // If necessary, the implementation can be moved to a .cpp file.
    Component* GetComponent(int typeID)
    {
       return components[typeID];
    }

    // Key function.
    // It gets a unique integer for every type.
    template <class T>
       static int getTypeID()
       {
          static int typeID = getNextID();
          return typeID;
       }

    // If necessary, the implementation can be moved to a .cpp file.
    static int getNextID()
    {
       static int nextID = 0;
       return ++nextID;
    }

    std::map<int, Component*> components;
};

class Collider : public Component
{
};

class SphereCollider :public Collider
{
};

int main()
{
   GameObject go;
   go.AddComponent<Collider>();
   go.AddComponent<SphereCollider>();

   Collider c = go.GetComponent<Collider>();
   SphereCollider sc = go.GetComponent<SphereCollider>();
}

All derived-classes 的显式实例化

Explicit instantiation for All derived-classes

c++

templates

instantiation