强制 class 的 class const 成员在编译时求值

Question

我正在使用 SFML 创建 Snake 游戏，我有一个具体的 class SnakeGame 包含我 class 的所有数据成员，例如 window 大小，游戏地图的大小，蛇的颜色等。因此，我的 class 的内部成员如下所示：

class SnakeGame
{
private:
    //....
    const sf::Vector2u windowSize{400, 336};
    const sf::Color snakeColor {0, 0, 0};
    //...etc...
public:
    SnakeGame() : 
        renderWindow {sf::VideoMode{windowSize.x, windowSize.y}, /*other arguments*/ },
        snake {snakeColor, /*other arguments*/} 
        /*etc*/ 
    {}

但是，这不起作用，我得到一个不可见的 window，这使我相信参数尚未构建。在阅读了另一个 SO post 之后，我读到 const 成员作为 class 的成员不会在编译时求值，而是在实例化 class 时在运行时求值，并且它们的行为方式与 const 变量完全相同。因此，当我在 main 中实例化 SnakeGame 时，会评估变量 windowSize 和 snakeColor，因此我不能在我的 class 的初始化列表中使用它们。为了尝试解决这个困境，我决定切换到 static constexpr 变量，但不幸的是我意识到 sf::Vector<T> 没有 constexpr 构造函数，sf::Color 也没有。当然，我想我可以只切换到整数类型，例如 window 大小的 static constexpr unsigned int，但最终这会变得重复，尤其是对于颜色。所以我决定走另一条路。我所做的是创建另一个文件 GameData.hpp，并在其中执行此操作：

namespace gd //For game data
{
    const sf::Vector2u windowSize{400, 336};
    const sf::Color snakeColor {0, 0, 0};
    //...etc...
}

但是，我不喜欢这个解决方案，因为即使现在在编译时评估这个数据，如果它们包含适当的头文件，我的所有 classes 也可以访问它，而不仅仅是为了SnakeGame。这样一来，感觉我的class的内部数据结构就暴露了。这引出了我的问题，即：有没有一种方法可以强制 class 的 const 成员在编译时进行评估，以便这些变量可以用于保证它们将被构造的初始化列表？

Answer 1

这里有几个选项，所有选项都需要权衡取舍。我按照我认为最好到最差的粗略顺序对它们进行了排名，但您的权衡可能会有所不同。

重构您的代码，使颜色和 window 尺寸不再是全局常量。作为一名玩家，我想要一条绿蛇，而不是一条黑蛇，我想要一个两倍大的棋盘。这可能涉及将它们保留为成员变量，但这次不是常量，也许 re-ordering 它们这样您就可以在其他成员变量的初始化中使用它们。
将编译器设置为 C++17 模式，并使 snakeColor 成为 inline static const 变量。如果你想要一个 header-only 库并且可以使用 C++17，这是最好的选择。
使其成为const static数据成员，并将const sf::Color SnakeGame::snakeColor {0, 0, 0}添加到恰好一个.cpp文件中。如果您不想要 header-only 库，这是最好的选择。
创建一个 getColor static const sf::Color& getSnakeColor() 方法，其中有一个 static 常量，return。 static 关键字在函数内部的含义略有不同，您可以在那里做您想做的事。但是，这意味着您需要更改使用它的语法。
按照您在回答中的建议使用命名空间。如果其他所有内容都在 namespace snake 中，那么您将这些变量放在 snake::details 中，那么按照惯例人们会知道他们不应该看那里。与其他选项不同，这不是强制执行的。
使用 SFML 提交功能请求以将 Vector2u 和 Color 转换为文字类型，以便您可以使用 constexpr。显然这需要更长的时间并且不能保证有效。
Re-order class 以更有用的顺序排列成员，as suggested by VTT in the comments。这与第一个选项相同，我说过我最喜欢它，但是将它们保持为常量，对于 class 的每个实例都具有相同的值。我把它放在列表底部的原因是，这意味着 你的 class 的每个副本 都会携带一份颜色和 window 大小，当你实际上只需要一个时。

可能还有其他选项我忘记了。例如，有一种涉及辅助模板 class 的方法，您可以使用它来获取 header-only 库，而无需 inline 成员变量支持，也无需切换到函数调用来访问数据，以及强制执行 private 说明符的位置。不过，我不太记得如何让它发挥作用，而且它比通常值得的要复杂得多。

强制 class 的 class const 成员在编译时求值

Force in class const member of class to be evaluated at compile time

c++

c++11

constants

sfml

compile-time