如何使用模板创建编译时类字段？

Question

小背景和基本原理

我正在设计一个编译时ECS。 设计有其特定的细节-例如，会有各种各样的实体。 这意味着组件的总数可能会很高，而每个实体的组件数会很低（具有一些显而易见的，几乎在任何地方都存在的常见特征，例如Sprite或BoundingBox ）

我的方法

我将实现以下接口：

/* Tell the compiler which fields we would use in this entity */
Entity<GraphicsComponent, PhysicsComponent> entity;

/* Populate the handles with the appropriate data (integer, pointer, doesn't matter) */
// via explicit creation
Entity.add<GraphicsComponent>(RenderSystem::create<GraphicsComponent>());
// or in some other way?

我写的Entity类的开始：

template <typename ...>
class Entity final {};

但是，我不知道如何为各个Component类型创建句柄数据字段，甚至根本不可能。 谁能帮我或解释一下为什么行不通（或可能提出其他解决方案）？

Answer 1

只需使用std::tuple 。 注意， get要求每个Components...是不同的类型

template <typename ... Components>
class Entity final { 
    std::tuple<Components...> components;  
    template<typename Component>
    void add(Component component) // possibly cv / ref qualified
    {
        std::get<std::decay_t<Component>>(components) = component;
    }
};

Answer 2

使用std::variant灵活性和简单性，但可能会牺牲一些内存。

template<typename... Components>
class Entity final {
    using variant = std::variant<Components...>;
    std::vector<variant> components;

public:
    template<typename T>
    void add(T&& t) {
        components.push_back(std::forward<T>(t));
    }
};

当您的组件大小变化很大时，就会出现内存问题。 假设一个为1个字节，而另一个为200个字节，则std::vector中的所有条目的大小至少为200个字节。

另一个解决方案是std::any 。

template<typename... Components>
class Entity final {
    std::vector<std::any> components;

public:
    template<typename T>
    void add(T&& t) {
        static_assert((std::is_same_v<Components, std::decay_t<T>> || ...));
        components.push_back(std::forward<T>(t));
    }
};

std::any除了很小的对象外， std::any东西当然都具有堆上的所有内容，但不会遭受上述std::variant问题的困扰。

在使用std::any的情况下，我们仅使用类型系统来启用检查，而不是控制数据的布局。