具有“包含”和“在”关系的循环依赖答案

【问题标题】：Circular dependency with the relationships "contains" and "is in"具有“包含”和“在”关系的循环依赖
【发布时间】：2018-06-03 19:41:48
【问题描述】：

我想就以下问题收集您的意见。

我们有一个名为“Room”的类。每个房间可能包含“Person”类的零个或多个实例，因此 Room 存储一个 Person 集合（例如向量）。它拥有他们。但是，在 Room 之间移动 Person 有一些耗时的逻辑，因此 Person 还包含他们当前所在的 Room。它只是一个 没有所有权的指针。这个信息在理论上是多余的，因为可以从房间里的 Persons 集合中得到它，但是假设房间数很大 >> 人数，这样的操作会很慢......

class Room {
std::vector<Person> peopleInside;
};

class Person {
Room* currentRoom; //could be shared_ptr to avoid raw pointers
};

当然，它更复杂（类比这更多），但我已尽可能简化它。

我的问题是：

1) 在这种情况下，这本身是循环依赖吗？

2) 这个解决方案对您来说是否肮脏/不优雅？

3) 是否值得换成别的东西？

【问题讨论】：

如果人们经常在房间之间移动，我认为向量可能是一个不好的选择。
我不喜欢的是这种设计会给出不一致的状态，即房间 A 中的人可能指向房间 B。但是要评估是否可以避免这种情况，有必要使用一些用例描述，即对数据进行什么样的操作？例如，我想一个操作是将人 X 移动到房间 A，对吗？那么如何抓到人呢？要搜索的名称？你如何获得 Room A。你有 Room 的向量吗？
是的，我同意这两者 - 存储直接对象会导致复制过多并且可能出现不一致的状态。我有一张房间和它们之间的过渡图。如果有过渡，一个人可能会移动到相邻的房间，移动是一个动作（就像在游戏中一样），游戏逻辑将更新集合以使它们同步......但我自己看到了这种设计的弱点。 ..
你能描述一下为什么 Person 需要了解 Room 吗？从您评论中的描述来看，您的控制器似乎已经知道涉及哪些房间。
@4386427 这可能很方便。否则，如果您手头只有Person，您将不得不询问您的Rooms 容器（无论是什么），以找到该人当前所在的Room，这将涉及某种搜索。

标签： c++ architecture software-design

【解决方案1】：

这个问题确实需要在上下文中进行研究。如果Persons 只存在于Room 的上下文中，那么反向指针是安全的。当 Room 被销毁时，Persons 也会被销毁（繁荣！）所以不会出错。

但我怀疑这太简单了。 Room 的声明更可能是这样的：

class Room {
    std::vector<std::shared_ptr<Person>> peopleInside;
};

现在我们有一个可能的“悬空指针”问题，你不能用Person 中的std::shared_pointer<Room> 解决这个问题，因为你确实有一个循环依赖，shared_ptr将永远能够删除它正在管理的对象（因为Room 持有对Person 的引用，反之亦然，因此，死锁）。

因此，请像这样声明 Person：

class Person {
    std::weak_ptr<Room> currentRoom;
};

并从一些shared_ptr<Room> 初始化currentRoom，当Room 存在时你保持可用。这打破了循环依赖。

要取消引用currentRoom，您可以这样做：

if (auto room_I_am_currently_in = currentRoom.lock())
{
    room_I_am_currently_in->OpenDoor ();
}

如果原来的shared_ptr<Room> 已被销毁，那么lock 将失败。当room_I_am_currently_in 超出范围（实际上是shared_ptr<Room>）时，锁将被释放。

要将一个人转移到另一个房间，只需重新分配currentRoom。

更多关于std::weak_ptrcppreference的信息。

【讨论】：