构建模板类型的编译时列表？

Question

很抱歉这个问题的措辞含糊。我遇到了一个似乎应该可以解决的问题，但我的调查有点死胡同。简而言之，我想要一个包含从类 A 继承的所有类型的编译时列表。话虽如此，我将直接进入我面临的问题。

假设我有两种类型：实体和组件。

class Entity {
public:
    entity_id id;
    std::vector<component_id> components;
};

和

template<typename UnderlyingComponentType>
class Component {
public:
     static std::vector<UnderlyingComponentType> components;
     component_id id;
     entity_id containingEntity;
}

简而言之，每个实体都包含多个不同类型的组件（例如 TextComponent、SoundComponent、WeightComponent）。然而，不是直接将这些组件作为字段包含，而是仅将它们的 ID 存储在实体中。这允许对相同类型的组件进行快速迭代，因为它们都在一个连续的向量中（例如，可以一次性遍历所有 DescriptionComponents）。同样，可以为任何给定实体检索给定类型的任何组件：

DescriptionComponent& decription = myEntity.getComponent<DescriptionComponent>()
// Can go to the DescriptionComponent's static vector, and look up the
// appropriate component given our entity's ID (matching it with the component's
// containingEntity ID.)

可以为删除或添加单个组件提供类似的功能。但是，当我想删除给定实体的 所有 组件时，我遇到了问题。因为组件存储在实体之外，所以没有一种简单的方法可以说“循环遍历您包含的组件并将它们全部删除”。相反，我们必须为我们包含的每种组件类型转到底层静态向量，并从那里删除。这是我撞到砖墙的地方。这里似乎有两种潜在的解决方案：

1.) 在每个实体中存储一个类型集合，这些类型映射到我们包含的所有组件类型的组件向量（例如entity.getComponentTypes == X<DescriptionComponent, SoundComponent>; 这里的缺点是每个实体的组件可以不断变化（我可以添加一个WeightComponent 在上述示例中的运行时）。因此，我不相信有办法根据运行时类型信息（如type_indexes 等）链接到编译时类型

2.) 生成实现组件的每种类型的编译时列表，然后在实体要求删除其所有组件时循环遍历它们all。例如，假设我们有一个实体e，它的ID 为123，并包含一个DescriptionComponent 和一个SoundComponent。我们仍然会有一个包含[DescriptionComponent, SoundComponent, WeightComponent] 的类型的编译时列表，并且我们会告诉每个组件的静态向量删除123 引用的任何组件。由于只有DescriptionComponent和SoundComponent向量有这些引用，所以只有这两个会删除组件，e的所有组件都会被删除。

上面的选项 2 似乎是更可行的选项：创建一个编译时类型列表。手动编写代码很容易：std::tuple<DescriptionComponent, SoundComponent, WeightComponent> 可以轻松存储并允许我根据需要遍历这些类型。但是，我最理想的是以编程方式生成这个列表的方法，这样如果我以后再添加一个NameComponent，我就不必更新任何其他代码：它当我从我的模板化 Component 类继承时应该自动管理。例如，

class NameComponent : public Component<NameComponent> {
    //implementation details
}

//Now, my all-types list should contain [DescriptionComponent, SoundComponent,
// WeightComponent, NameComponent], and I didn't have to update any config.

我完全不确定上述是否可以在本地实现，但任何帮助或资源建议都是可行的。我在this StackOverflow question 看到了一个类似的问题，但它依赖于宏（据我了解，不要以相同的方式与模板交互）。同样，如果这看起来像是一个 A/B 问题，而像 type_index 地图这样的简单解决方案实际上会起作用，那么这种类型的批评也会受到欢迎！我确信我忽略了一些细节或措辞不佳，所以如果/何时需要更多信息，请随时告诉我。

Answer 1

您可以使用类型擦除并存储知道要处理哪种组件类型的元素，而不是将component_id 存储在实体中的向量中。

#include <memory>

struct component_id{};

struct component_type_ref
{
  template <typename Comp>
  component_type_ref()
      : _id(Comp::id), _impl(std::make_shared<_impl_t<Comp>>())
  {
  }

  component_id id() const
  {
    return _id;
  }

  void clear()
  {
    _impl->clear();
  }

private:
  struct _impl_base
  {
    virtual void clear();
  };

  template <typename Comp>
  struct _impl_t : public _impl_base
  {
    void clear()
    {
      Comp::components.clear();
    }
  };

  component_id _id;
  std::shared_ptr<_impl_base> _impl;
};

另见https://channel9.msdn.com/Events/GoingNative/2013/Inheritance-Is-The-Base-Class-of-Evil

例如，通过这种方式，您可以在实体的向量中查找组件 id，然后对其调用 clear。如果有一个已知的要在组件类型上运行的操作列表（并且这些操作不需要是模板），那么这可能是一个解决方案

如果不是这样，那么恐怕您将需要使用类型向量。这里不用tuple，简单的

template<typename... T> struct my_type_vector{};

可能就足够了。但正如你自己写的，这在运行时不太可行。

Answer 2

您可以使用以下代码制作类似于 std::type_index 的内容：

template<typename T>
void type_id() {}

using type_id_t = void(*)();

现在在你的地图中，使用这个：

std::map<type_id_t, /* whatever */> myMap;

然后像这样检索：

auto myElement = myMap[type_id</* somthing else */>];

这将在没有 RTTI 的情况下完成这项工作