Return 取决于静态参数包字段的类型

Question

我最近一直在试验参数包，因为它们似乎满足了我开发中的一个很大的需求。但是，我一直遇到一个问题，参数包似乎是一个可行的解决方案，但我无法弄清楚这个特定问题。当前的问题是如何获取参数包中的每个类型，从该类型的静态字段中检索第 n 个元素，以及 return 该元素（以及其他元素）在元组中。如果措辞有点不清楚，我目前的用例如下：

/* 警告：可能是不必要的细节 */

我程序的架构是Entity-Component System。本质上，有多个系统定义了程序不同区域的逻辑。这些系统作用于由多个组件组成的实体（其中包含特定的数据，例如 DescriptionComponent）。每个系统将验证给定实体是否具有所有必需的组件，然后执行特定于系统的逻辑。

为此，我创建了一个组件库 class，从中派生出特定的组件。每个派生组件都包含一个静态向量，它充当该类型所有组件的管理器。每个组件都有一个引用其所属实体的 entityId 字段，静态向量按此 id 排序。

目前，在给定的系统中，我能够通过查看系统所需的组件找到适用的实体，然后找到所有包含相同 entityId 的组件集并对这些组件执行逻辑。但是，此时我正在执行逻辑以手动迭代组件的静态向量，因为每个系统在组件类型方面都有不同的要求。

一个简单的例子，以防上面的内容不清楚：

假设 DisplaySystem 需要一个 PictureComponent 和一个 PositionComponent。现在说管理这些类型的静态字段如下：

PictureComponent::elements = [(picture: "somePic.jpg", id: 1), (picture: "otherPic.jpg", id: 2)]
PositionComponent::elements = [(pos: (1,2), id: 2), (pos: (4,5), id: 3)]

目前，每个组件都有自己的迭代器。从零开始，我们用最低的 entityId 提高组件索引（因为向量是根据这个键排序的）。在上面的示例中，我们将尝试索引 (0,0)，看到 id 1 小于 id 2，因此增加第一个索引。然后我们会尝试 (1,0)，看到两个组件都有 entityId 2，并将它们作为对传递给系统以执行逻辑。然后我们会增加两个索引，尝试 (2,1)，并超出 PictureComponent 向量的范围，然后完成。

/* 结束不必要的细节 */

对于这个问题，我想象的解决方案是一个单一的模板化参数包 class，它接收所需的组件类型并输出 entityId 全部匹配的组件的元组。伪代码如下

template <typename... RequiredComponentTypes>
class ComponentIterator {
   /* standard input iterator functionality*/
   ...

   array componentIndices // same size as our param pack, one index per type

   tuple<RequiredComponentTypes...> getNextSetOfComponents() {
      while every component's entity id is not equal:
         find the currently indexed component with the lowest entity id;
         increment the current index of that component type;

      out of the while, once we have a set of components with the same entity id:
         return a tuple of the indexed components for each type. **//this is the part I have no idea how to do**
   }
}

如代码中所述，returning 元组的过程是我不确定的部分，该元组的值是从索引检索到类型上的静态字段。对于任意数量的模板参数，手动执行都是微不足道的（如果我有一组命名参数化类型，那么制作元组就像使用适当的值调用 make_tuple 一样简单。）但是，在处理参数时打包，我不确定如何解决这个问题。

我们将不胜感激，如果您需要任何说明或更多详细信息，请随时告诉我。谢谢！

Answer 1

您可以这样做：

template <typename... Ts>
class ComponentIterator {
    static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);

public:
    ComponentIterator() : indices(), finished(false) { adjust(); }

    std::tuple<Ts&...> get()
    {
        return get(std::index_sequence_for<Ts...>());
    }

    ComponentIterator& operator ++()
    {
        for (auto& e : indices) {
            ++e;
        }
        adjust();
        return *this;
    }

    bool is_finished() const { return finished; }
private:
    void adjust()
    {
        adjust(std::index_sequence_for<Ts...>());
    }

    template <std::size_t...Is>
    std::tuple<Ts&...> get(std::index_sequence<Is...>)
    {
        return std::tie(Ts::elements[indices[Is]]...);
    }

    template <std::size_t...Is>
    void adjust(std::index_sequence<Is...>) {
        bool is_ended[size] = {indices[Is] == Ts::elements.size()...};
        if (std::any_of(std::begin(is_ended), std::end(is_ended),
            [](bool b) { return b; })) {
            finished = true;
            return;
        }

        int min_value = std::min({Ts::elements[indices[Is]].id...}) - 1;
        for (;;)
        {
            ++min_value;
            bool increases[size] = {increase_until<Ts>(indices[Is], min_value)...};
            if (std::any_of(std::begin(increases), std::end(increases),
                [](bool b) { return !b; })) {
                finished = true;
                return;
            }
            const int ids[size] = {Ts::elements[indices[Is]].id...};
            if (std::all_of(std::begin(ids), std::end(ids),
                [min_value](int id) { return id == min_value;})) {
                return;
            }
        }
    }

    template <typename T>
    bool increase_until(std::size_t& index, int min_value)
    {
        for (; index != T::elements.size(); ++index) {
            if (min_value <= T::elements[index].id) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
private:
    std::array<std::size_t, size> indices;
    bool finished;
};

Live example

Return 取决于静态参数包字段的类型

Return type which depends on static parameter pack fields

c++

entity-framework

c++11

tuples