C++ - 将静态映射初始化为私有类成员

Question

假设我在一个深夜很无聊，在紧张地盯着电脑显示器几个小时之后，我决定实现一个聚合 C++ 类来管理绘制像素的颜色，因为我显然已经疯了。对于初学者，我们只需告诉（可能是单例的）ColorManager 对象我们想要使用什么颜色，然后它会返回一个 Color 对象，无论它是什么。

一个简单的实现：

#include "Color.h"
#include <map>

enum COLOR { RED = 0, BLUE, GREEN, YELLOW, ORANGE, WHITE, BLACK,
    BRICKS_FROM_A_DISTANCE_ON_AN_UNUSUALLY_SUNNY_AFTERNOON,
    // etc
    COLOR_COUNT };

class ColorManager
{
public:
    ColorManager();
    ~ColorManager();
    Color getColor(COLOR color) const;
private:
    typedef std::map<COLOR, Color> ColorMap;
    static ColorMap colorMap;
};

所以，希望这个简单的代码：

ColorManger colorManager;
Color blue = colorManager.getColor(BLUE);

应该让我们很容易做任何你需要Color对象的废话。

问题是您需要在某处初始化您的静态私有ColorMap，以便每个COLOR 枚举对应于正确的Color 对象，而VC++ 2010 似乎不喜欢您尝试的任何东西。所以问题是，我如何以及在哪里初始化这个地图？

显然，这是一个人为的例子，但除此之外，为一个作为单例运行的类定义静态变量可能不值得麻烦。或者，也许，我还不如在 getColor() 中声明变量 static ，因为这是唯一使用它的函数，并且在第一次调用该函数时会产生开销（尽管对于这个简单的示例，这并没有好多少）不仅仅是在其中放置一个巨大的 switch 语句）。

无论如何，我感谢您的反馈。

Answer 1

#include <map>
#include "Color.h"

enum COLOR
{
    RED = 0, BLUE, GREEN, YELLOW, ORANGE, WHITE, BLACK,
    BRICKS_FROM_A_DISTANCE_ON_AN_UNUSUALLY_SUNNY_AFTERNOON,
    // etc
    COLOR_COUNT
};

class ColorManager
{
    typedef std::map<COLOR, Color> ColorMap;

public:
    ColorManager();
    Color getColor(COLOR color) const;

private:
    static ColorMap createColorMap();
    static ColorMap colorMap;
};

// in some .cpp file:

ColorManager::ColorMap ColorManager::createColorMap()
{
    ColorMap ret;
    // populate ret
    return ret;
}

ColorManager::ColorMap ColorManager::colorMap = ColorManager::createColorMap();

或使用 C++11：

#include <map>
#include "Color.h"

enum COLOR
{
    RED = 0, BLUE, GREEN, YELLOW, ORANGE, WHITE, BLACK,
    BRICKS_FROM_A_DISTANCE_ON_AN_UNUSUALLY_SUNNY_AFTERNOON,
    // etc
    COLOR_COUNT
};

class ColorManager
{
    using ColorMap = std::map<COLOR, Color>;

public:
    ColorManager();
    Color getColor(COLOR color) const;

private:
    static ColorMap colorMap;
};

// in some .cpp file:

ColorManager::ColorMap ColorManager::colorMap = []
{
    ColorMap ret;
    // populate ret
    return ret;
}();

Answer 2

std::map 有一个构造函数，它接受一对迭代器作为参数，因此您可以使用例如一对数组来初始化映射：

#include "Color.h"

#include <map>

enum COLOR { RED = 0, BLUE, GREEN, YELLOW, ORANGE, WHITE, BLACK,
    BRICKS_FROM_A_DISTANCE_ON_AN_UNUSUALLY_SUNNY_AFTERNOON,
    // etc
    COLOR_COUNT };

class ColorManager
{
public:
    ColorManager();
    ~ColorManager();
    Color getColor(COLOR color) const;
private:
    typedef std::map<COLOR, Color> ColorMap;
    static ColorMap colorMap;
};

using std::make_pair;
using std::pair;

std::pair<COLOR, Color> colorPairs[] = {make_pair(RED, Color(...)),
                                        make_pair(BLUE, Color(...)),
                                        make_pair(GREEN, Color(...)),
                                        ...};

ColorManager::ColorMap ColorManager::colorMap(colorPairs, colorPairs + COLOR_COUNT);

在 C++0x 中，您将能够简单地执行此操作：

ColorManager::ColorMap ColorManager::colorMap({{RED, Color(...)},
                                               {BLUE, Color(...)},
                                               {GREEN, Color(...)},
                                               ...});

Answer 3

使用创建初始化地图的静态方法：

ColorManager::colorMap(ColorManager::makeColorMap());

其中makeColorMap 是以下静态方法：

ColorManager::ColorMap ColorManager::makeColorMap()
{
  ColorMap retval;
  retval[...] = ...;
  retval[...] = ...;
  ...

  return retval; 
}

Answer 4

一种选择是将ColorMap 从typedef 更改为自己的自定义类型，并使用正确初始化地图内容的构造函数。这样，当您静态初始化 ColorMap 时，构造函数将使用正确的数据填充它，任何尝试使用 ColorManager 的操作都将看到正确配置的 ColorMap。

Answer 5

你可以这样做而不需要类：

Color getColor(COLOR color)
{
      static std::map<COLOR, Color> colorMap;
      if(colorMap.empty()) // Only runs once.
      {
          colorMap[BLUE] = Color();
          // ... etc ...
      }

      return colorMap[color];
}

Answer 6

你在.cpp中初始化它，为

ColorManager::ColorMap ColorManager::colorMap;

在ColorManager 构造函数中创建Color 的所有实例并填充它。