如何实现基于关系矩阵的逻辑

Question

考虑我有一个对称关系矩阵，类似于：

除了每个“结果”都是一小段代码。

我的场景：我有一堆 Entity 相互“碰撞”的对象。每个实体都有一个CollisionType 值（一个枚举）。在设计中，存在一个关系矩阵，描述了当不同的 CollisionType 相互相遇时实体的行为。

我想知道：我将如何以一种易于添加新 CollisionTypes 的简洁和高性能方式表示关系，并在其之上实现逻辑？在我看来，它看起来像是一个 2D Switch 语句。

示例（不良）解决方案：

void CollideEntities( Entity e1, Entity e2 ) {
    CollisionType t1 = e1.GetCollisionType();
    CollisionType t2 = e2.GetCollisionType();

    // perform basic logic based on t1 & t2
    if ( (t1 == COL_SOLID && t2 == COL_SQUISHY) || (t1 == COL_SQUISHY && t2 == COL_SOLID) ) {
        // do stuff..
    } else if ( (t1 == COL_SOLID && t2 == COL_DAMAGE) || (t1 == COL_DAMAGE && t2 == COL_SOLID) ) {
        // do other stuff..
    } // and so on...

}

许多潜在的解决方案对我来说是显而易见的，但没有一个让我觉得特别干净、高效或易于添加新类型...

Answer 1

我不会那样做。我有一个 Map ，其中的键会查找包含所需行为的 Command 对象。

另一种可能性是访问者模式（又名“双重调度”）。

Answer 2

试试这个：

#include <vector>
#include <iostream>

class Symmetric_matrix {
  private:
    size_t size1;
    // The next should be <bool> rather than <int>,
    // but the writer's compiler objects.
    std::vector<int> outcomes;
  public:
    size_t size() const { return size1; }
    int &operator()(const size_t i, const size_t j) {
        const size_t a = i <= j ? i : j;
        const size_t b = i <= j ? j : i;
        return outcomes[(b*(b-1))/2 + a];
    }
    Symmetric_matrix(const size_t size0)
      : size1(size0), outcomes((size()*(size()-1))/2, false) {}
};

// Here is a test driver.
int main() {
    Symmetric_matrix sm(5);
    sm(0, 1) = true;
    sm(0, 3) = true;
    sm(1, 3) = true;
    sm(2, 3) = true;
    sm(3, 4) = true;
    std::cout << "buyer-approver      : " << sm(0, 2) << "\n";
    std::cout << "approver-buyer      : " << sm(2, 0) << "\n";
    std::cout << "approver-requisition: " << sm(2, 3) << "\n";
    std::cout << "requisition-approver: " << sm(3, 2) << "\n";
    return 0;
}

你的问题很有趣。正如您所观察到的，只需要存储矩阵的上三角形或下三角形，而不需要同时存储两者。

但是你问(b*(b-1))/2 是关于什么的？答案：它来自一个奇怪的算术事实，即 0 + 1 + 2 + ... + (b-1) == (b*(b-1))/2（试试看）。

当然，我的示例代码可以进行一些改进。一方面，由于某种原因（需要建议），我的代码在使用std::vector<bool> 时失败，因此我使用std::vector<int> 作为解决方法。另一方面，它不包括对案例i == j 的正确处理。然而，它所做的是传达基本技术。您可以自行决定填写详细信息。

(更新：我后来想到为什么std::vector<bool>失败了。它失败是因为std::vector<bool>被实现为一个位数组，而单个位不能是一个左值，因为它没有自己的地址。通过巧妙的编码，通过让operator()() 返回某个特殊定义类型的操纵器，可以在不更改main() 的情况下解决问题，但这可能是最简单的如果 <bool> 是我们想要使用的，则只是定义和使用 set() 成员函数。）