C++ 或任何其他语言中的可选结构类型的可能性？答案

【问题标题】：Optional structural typing possibility in C++ or any other language?C++ 或任何其他语言中的可选结构类型的可能性？
【发布时间】：2010-06-01 21:47:38
【问题描述】：

在 C++ 中如何告诉编译器 Ogre::Vector3 IS_SAME_AS SomeOtherLIB::Vector3 ？我觉得.. 在像 c++ 这样不是结构类型的语言中，但在某些情况下它是有意义的。

通常作为游戏开发人员使用 4 个以上提供排序的库或它们自己的 Vector3 实现。代码中到处都是 ToOgre、ToThis、ToThat 转换函数。这是很多 Float3 复制，首先不应该发生。

在 C++ 或任何其他语言中，我们不必将一种类型转换（复制）到另一种类型，这本质上是相同的。但是 C++ 中的任何解决方案，因为大多数优秀的 gamedevs 库都是针对 c/c++ 的。

【问题讨论】：

我错过了什么吗？为什么用 OCaml 标记它？

标签： c++ programming-languages duck-typing structural-typing

【解决方案1】：

如果您使用模板，您可以定义接受任何类型参数的函数，只要在该类型上定义了必要的操作即可。示例：

class Foo { void quack() {} };
class Bar { void quack() {} };
class Baz {};

template<typename Duck>
void f(Duck d) {
    d.quack();
}
int main() {
    f(Foo()); // works
    f(Bar()); // works
    f(Baz()); // compile error because Baz does not have a quack method
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

虽然它不适合任何情况，但模板可以为您提供“编译时鸭子类型”。

假设您有两种矢量类型：

struct Vec3A {
    float x, y, z;
};

struct Vec3B {
    float p[3];
};

您可以定义隐藏实现如何获取组件的功能模板：

template<class T> float get_x(const T&);
template<class T> float get_y(const T&);
template<class T> float get_z(const T&);

template<> float get_x<Vec3A>(const Vec3A& v) { return v.x; }
// ...
template<> float get_x<Vec3B>(const Vec3B& v) { return v.p[0]; }
// ...

有了这样的助手，您现在可以编写适用于两者的通用函数：

template<class T> float length(const T& t) {
    return std::sqrt(std::pow(get_x(t), 2), 
                     std::pow(get_y(t), 2),
                     std::pow(get_z(t), 2));
}

您还可以出于性能或其他原因（例如如果某个向量已经有一个成员函数为您提供长度：

template<> float length<Vec3C>(const Vec3C& v) {
    return v.length();
}

【讨论】：

“编译时鸭子类型”被称为“结构类型”，如果我没记错的话。
有人知道在 Java 中这样的事情是否可行？

【解决方案3】：

如果你真的确定非虚拟结构的情况，你可以做一个 reinterpret_cast。但是，最好：

按照 sepp2k 所示执行模板化包装函数
从其中一个向量继承并将转换运算符添加到另一个向量
添加一个单独的 _cast 函数来进行转换

【讨论】：

【解决方案4】：

Haxe 是一种高度可移植的语言，具有完全可选的结构子类型：

typedef Vector3 = { x : double, y : double, z : double };

class FancyVector3 {
    public var x : double, y : double, z : double;

    function dot(Vector3 v) {
        return x * v.x + y * v.y + z * v.z;
    }

    function length() {
        return Math.sqrt(dot(this));
    }
}

Vector3 不仅是一个已经可用的结构，它还充当其他类的结构接口。此类typedef'd 结构可以指定函数签名以及字段。

Haxe 还有一个用于与 C++ 对话的 CFFI（尽管它仍然需要转换方法），并且已经为一些 C++ 游戏引擎以及各种低级框架提供了绑定。使用纯 Haxe 编写的跨平台引擎也在开发中，针对各种 C++、Flash 和 JS（Canvas 和 WebGL）。

这可能不是您现在正在寻找的解决方案，但可能会在几年内变得更有趣。

【讨论】：