一个简单的游戏开发框架（五.对象Object）

前面提到我们把行为Action从对象Object中分离了出来，用各种不同的行为组合出对象的功能。大家都知道，面向对象的一个类，就是数据和操作的集合。操作（行为）被分离出来了，数据怎么办呢？操作依赖的数据从哪里取得？《游戏编程精粹5》"基于组件的对象管理"中提供了一个方案，把数据都放到操作（书中称为组件）中，当一个操作需要位于另一个操作的数据时，双方通过消息来通讯。个人不喜欢这种搞法，操作之间的依赖关系太复杂了，是网状的。数据应该仍然放在对象中，所有操作都只依赖于对象本身，这样的依赖关系是星状的，要简明得多。当一个对象中不存在某行为需要的数据时，表明这个行为压根就不应该在该对象上执行，这个时候可以用assert处理，也可以让行为什么都不做。

但是这样就出现了一个问题，怎样查询对象中是否存在某个特定属性（数据）呢？需要一个通用接口来操作对象属性，类似下面这种

R GetProperty(int32 propertyID);
void SetProperty(int32 propertyID, const R& property);

propertyID是唯一标识属性的常量，

typedef struct 
{
    enum E
    {
        NAME,
        POSX,
        POSY,
        POSZ,

        COUNT
    };
}Properties;

逻辑层可以接着往下定义更多属性。

那个R怎么办？我首先想到的是boost::variant，但是varient只支持最多20个属性。而且这个时候我发现，属性数据没有必要写死在对象里，可以用SetProperty给对象动态增加属性，可以把数据库读出的字段作为属性增加到对象里，也可以用配置文件配置对象属性。这种情况下variant显得太大太复杂，毕竟是大量频繁使用的东西，尽量还是小一点。最后自己写了个简单的：

class Property
{
public:
    Property() : _typeID(0) { _value.pstr = nullptr; }
    Property(const Property& rhs)
    {
        _typeID = rhs._typeID;
        if (3 == _typeID)
        {
            _value.pstr = new std::string;
            *_value.pstr = *rhs._value.pstr;
        }
        else
        {
            _value = rhs._value;
        }
    }
    Property::Property(int32 val)
    {
        _typeID = 1;
        _value.i32 = val;
    }
    Property::Property(uint32 val)
    {
        _typeID = 1;
        _value.i32 = (int32)val;
    }
    Property::Property(float val)
    {
        _typeID = 2;
        _value.f = val;
    }
    Property::Property(std::string& val)
    {
        _typeID = 3;
        _value.pstr = new std::string;
        *_value.pstr = val;
    }

    ~Property()
    {
        if (3 == _typeID) delete _value.pstr;
    }

public:
    Property& Property::operator=(int32 val)
    {
        SMART_ASSERT(0 == _typeID || 1 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::WARNNING);
        _typeID = 1;
        _value.i32 = val;
        return *this;
    }
    Property& Property::operator=(uint32 val)
    {
        *this = (int32)val;
        return *this;
    }
    Property& Property::operator=(float val)
    {
        SMART_ASSERT(0 == _typeID || 2 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::WARNNING);
        _typeID = 2;
        _value.f = val;
        return *this;
    }
    Property& Property::operator=(const char* val)
    {
        SMART_ASSERT(0 == _typeID || 3 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::FATAL);
        if (!_value.pstr)
            _value.pstr = new std::string;
        _typeID = 3;
        *_value.pstr = val;
        return *this;
    }

    operator int32() const
    {
        SMART_ASSERT(1 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::WARNNING);
        return _value.i32;
    }
    operator uint32() const
    {
        SMART_ASSERT(1 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::WARNNING);
        return (uint32)_value.i32;
    }
    operator float() const
    {
        SMART_ASSERT(2 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::WARNNING);
        return _value.f;
    }
    operator const std::string&() const
    {
        SMART_ASSERT(3 == _typeID).Msg("错误的类型转换").Debug(AssertLevels::FATAL);
        return *_value.pstr;
    }

    bool operator==(Property& rhs)
    {
        return _value.i32 == rhs._value.i32;
    }

private:
    Property& operator=(const Property& rhs) { return *this; }

private:
    union
    {
        int32            i32;
        float            f;
        std::string*    pstr;
    }_value;

    char    _typeID;
};

 以union为基础，只支持int, float, string3种类型，大多数情况都够用了。如果有必要，可以加上int64和double。

Object类基本上就是管理一个属性数组，如下：

class Object
{
public:
virtual ~Object();

public:
    virtual bool LoadObject(const char* fileName);
    virtual void OnPropertyChanged(uint32 propertyID, Property& oldValue) {}

    enum { OBJECT_TYPE = BaseObjects::OBJECT };
    virtual uint32 GetType() { return OBJECT_TYPE; }

public:
    Property& GetProperty(uint32 propertyID)
    {
        SMART_ASSERT(_propertys.find(propertyID) != _propertys.end()).Msg("未支持的属性").Debug(AssertLevels::FATAL);
        return _propertys[propertyID];
    }

    template<typename T>
    void SetProperty(uint32 propertyID, T value)
    {
        if (_propertys.find(propertyID) == _propertys.end())
            return;
        T oldValue = _propertys[propertyID];
        if (oldValue == value)
            return;
        _propertys[propertyID] = value;

        Property val = oldValue;
        OnPropertyChanged(propertyID, val);
    }

    template<uint32 PropertyGroupID>
    void OnPropertyGroupChanged(typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& oldValues);

    template<uint32 PropertyGroupID>
    void SetPropertyGroup(typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& values)
    {
        typename _SetPropertyGroup<PropertyGroupID>::template Set<PropertyGroup<PropertyGroupID>::Count> writer;
        writer(this, values);
    }

    void RunAction(Action* pAction);
    void StopAction(uint32 actionID);

protected:
    template<uint32 PropertyGroupID>
    struct _SetPropertyGroup
    {
        template<int count, typename Null = void>
        struct Get
        {
            typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type operator()(Object* pObject) { assert(false); }
        };
        template<typename Null>
        struct Get<3, Null>
        {
            typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type operator()(Object* pObject)
            {
                typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type1 p1 = pObject->GetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_1);
                typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type2 p2 = pObject->GetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_2);
                typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type3 p3 = pObject->GetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_3);
                return std::move(std::make_tuple(p1, p2, p3));
            }
        };

        template<int count, typename Null = void>
        struct Set
        {
            void operator()(Object* pObject, typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& values) { assert(false); }
        };
        template<typename Null>
        struct Set<3, Null>
        {
            void operator()(Object* pObject, typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& values)
            {
                typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type oldValues = Get<3>()(pObject);

                pObject->_SetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_1, std::get<0>(values));
                pObject->_SetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_2, std::get<1>(values));
                pObject->_SetProperty(PropertyGroup<PropertyGroupID>::_3, std::get<2>(values));

                pObject->OnPropertyGroupChanged<PropertyGroupID>(oldValues);
            }
        };
    };

    template<typename T>
    void _SetProperty(uint32 propertyID, T value)
    {
        if (_propertys.find(propertyID) == _propertys.end())
            return;
        _propertys[propertyID] = value;
    }

protected:
    std::map<uint32, Property>    _propertys;
    std::list<Action**>           _runningActions;
};

template<>
inline void Object::OnPropertyGroupChanged<Propertys::POSX>(typename PropertyGroup<Propertys::POSX>::type& oldValues)
{
    Property val(std::get<0>(oldValues));
    OnPropertyChanged(Propertys::POSX, val);
}

有两个比较奇怪的接口：

    template<uint32 PropertyGroupID>
    void OnPropertyGroupChanged(typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& oldValues);

    template<uint32 PropertyGroupID>
    void SetPropertyGroup(typename PropertyGroup<PropertyGroupID>::type& values)
    {
        typename _SetPropertyGroup<PropertyGroupID>::template Set<PropertyGroup<PropertyGroupID>::Count> writer;
        writer(this, values);
    }

因为属性都被分拆成int, float, string三个类型，原来可能存在于对象中的结构都被打散了。如果希望把某些属性作为一个整体来操作，以避免反复不必要地调用OnPropertyChange，就需要用到SetPropertyGroup。逻辑层需要特化PropertyGroup类，象下面这样：

template<uint32 PropertyID> struct PropertyGroup {};

template<>
struct PropertyGroup<Properties::POSX>
{
    enum Content
    {
        _1        = Properties::POSX,
        _2        = Properties::POSY,
        _3        = Properties::POSZ,
        Count     = 3
    };
    typedef float type1;
    typedef float type2;
    typedef float type3;
    typedef std::tuple<float, float, float>    type;
};