C++ 中可选的结构类型可能性或任何其他语言？

Question

在 C++ 中如何告诉编译器 Ogre::Vector3 IS_SAME_AS SomeOtherLIB::Vector3 ？ 我觉得……在像 c++ 这样的语言中，它们不是结构类型的，但在某些情况下它是有意义的。

通常，作为游戏开发人员，在使用 4 个以上提供排序或自己的 Vector3 实现的库时。代码中充斥着 ToOgre、ToThis、ToThat 转换函数。这是大量的 Float3 复制，不应该首先发生。

在 C++ 或任何其他语言中，我们不必从一种类型转换（复制）到另一种类型，这本质上是相同的。但是 C++ 中的任何解决方案都适用于 C/C++，因为大多数优秀的游戏开发库都是针对 C/C++ 的。

Answer 1

如果使用模板，则可以定义采用任何类型参数的函数，只要在该类型上定义了必要的操作即可。例子：

class Foo { void quack() {} };
class Bar { void quack() {} };
class Baz {};

template<typename Duck>
void f(Duck d) {
    d.quack();
}
int main() {
    f(Foo()); // works
    f(Bar()); // works
    f(Baz()); // compile error because Baz does not have a quack method
    return 0;
}

Answer 2

虽然它不适合任何情况，但模板可以为您提供“编译时鸭子类型”。

假设您有两种向量类型：

struct Vec3A {
    float x, y, z;
};

struct Vec3B {
    float p[3];
};

您可以定义函数模板来隐藏如何获取组件的实现：

template<class T> float get_x(const T&);
template<class T> float get_y(const T&);
template<class T> float get_z(const T&);

template<> float get_x<Vec3A>(const Vec3A& v) { return v.x; }
// ...
template<> float get_x<Vec3B>(const Vec3B& v) { return v.p[0]; }
// ...

使用此类帮助程序，您现在可以编写适用于这两种向量的通用函数：

template<class T> float length(const T& t) {
    return std::sqrt(std::pow(get_x(t), 2), 
                     std::pow(get_y(t), 2),
                     std::pow(get_z(t), 2));
}

您还可以继续专门化实用程序，例如 length () 出于性能或其他原因，例如，如果某个向量已经有一个为您提供长度的成员函数：

template<> float length<Vec3C>(const Vec3C& v) {
    return v.length();
}

Answer 3

如果您确实确定是非虚拟结构，则可以执行reinterpret_cast。但是，最好：

1. 执行如 sepp2k 所示的模板化包装函数
2. 从其中一个向量继承并向另一个向量添加转换运算符
3. 添加一个单独的 _cast 函数来执行转换

Answer 4

Haxe 是一种高度可移植的语言，具有完全可选的结构子类型：

typedef Vector3 = { x : double, y : double, z : double };

class FancyVector3 {
    public var x : double, y : double, z : double;

    function dot(Vector3 v) {
        return x * v.x + y * v.y + z * v.z;
    }

    function length() {
        return Math.sqrt(dot(this));
    }
}

Vector3 不仅是一个已经可用的结构，而且还充当结构其他类的接口。这样的 typedef 结构可以指定函数签名和字段。

Haxe 还有一个用于与 C++ 对话的 CFFI（尽管它仍然需要转换方法），并且已经存在一些 C++ 游戏引擎以及各种较低级别框架的绑定。用纯 Haxe 编写的跨平台引擎也在开发中，针对不同的 C++、Flash 和 JS（Canvas 和 WebGL）。

这可能不是您现在正在寻找的解决方案，但几年后可能会变得更有趣。