自动矢量边界检查而不会使我的程序崩溃

Question

我正在创建一个有效的国际象棋游戏

我的国际象棋引擎有一个棋盘。棋盘是 2D 棋盘[Y][X]，里面是棋子。 Pieces 是枚举，它代表黑色的部分、白色的部分和 NONE。

class ChessBoard
{
   vector<vector<Piece>> board(); //I made it 8*8 in the constructor
   enum Piece{NONE, white pieces, black pieces etc..}
}

我的问题是验证一个正方形是否在我的棋盘内。请让我详细说明。例如，在查看 A2 pawn 的可能移动时，pawn 可以向上移动 1 2 或捕获左右，或从左到右：

(X,Y+1), (X,Y+2), (X+1,Y+1), (X-1,Y+1), (X+1,Y+2), (X-1,Y-2)

但是，如您所知，X-1 会导致棋子出界。

是的，我可以实现一个简单的 bool isSquareValid() 函数。但这意味着，无论我在哪里尝试访问或设置board[][]，我都需要调用此函数。

有没有办法实现 Board[][] 以便当我尝试访问超出范围的索引时，它会抛出错误消息或其他内容而不会导致我的程序崩溃？

谢谢

Answer 1

你混淆了两个不同的问题。

首先是如何确保游戏防止棋子出现在棋盘之外。这是不是错误处理；你必须首先确保这件作品永远不会在那里结束。换句话说，您必须将程序逻辑限制为在选择呈现给用户之前（或人工智能组件，就此而言）。如果您想捕获从at 引发的异常，然后将板恢复到有效状态，请停在那里，不要这样做。这将是最好的异常滥用。

第二个是如何处理由代码中的错误导致的错误。您可能编写了代码来防止游戏将棋子放在棋盘外，但您可能犯了一个错误，因为我们都这样做了，所以您最终会得到非法的向量索引。在这种情况下，operator[] 导致的崩溃实际上是一件好事，因为立即终止有缺陷的程序通常是发生在你身上的最好的事情。另一种选择是“以某种方式继续”并继续处理损坏的数据和破坏的游戏规则，甚至可能没有足够快地注意到错误。

因为不能保证错误的operator[] 调用会导致崩溃，并且强制运行时库执行检查可能有点麻烦（当然，错误的operator[] 索引是形式上未定义的行为），您可能想要添加一些您自己的 assert 语句，并确保 NDEBUG 不会妨碍他们完成工作。

如果您将std::vector 包装在您自己的类中，这会变得相当容易。当您使用它时，您可以使用operator() 简化元素访问：

class Board
{
public:
    Piece& operator()(int x, int y)
    {
        assert(x >= 0);
        assert(x < 16);
        assert(y >= 0);
        assert(y < 16);
        return data[y][x];
    }

    Piece operator()(int x, int y) const
    {
        assert(x >= 0);
        assert(x < 16);
        assert(y >= 0);
        assert(y < 16);
        return data[y][x];
    }

    Board()
    {
        for (int row_index = 0; row_index < 16; ++row_index)
        {
            data.emplace_back(16, Piece::None);
        }
    }

private:
    std::vector<std::vector<Piece>> data;
};

还要注意std::vector 不是棋盘的最佳选择，因为棋盘不会缩小或增长。考虑改用std::array。