c++ - 通用四叉树

Question

我正在编写一个四叉树类作为图形库的一部分，我面临一个设计问题。 主要目标是允许库的用户使用自己的节点类型轻松扩展四叉树。每个节点都有一个指向其四个子节点中的第一个的指针。当父节点被分割时，我使用原型(prototype)模式“克隆”父节点(其真实类型对于库来说是未知的)四次。这是 Node 类:

class CNode {
  public:
    virtual CNode* clone();

  protected:
    CNode* pChilds;
}

库的用户现在可以定义自己的节点并添加遍历方法:

class MyNode : public CNode {
  public:
    virtual CNode* clone() {
      return new MyNode;
    }

    void myTraverse() {
      if(pChilds[0] != nullptr)
        static_cast<MyNode*>(pChilds[0])->traverse();
    }
}

可以看出，我必须从基类到派生类进行强制转换。或者，我可以制作所有四叉树相关的类模板，但我真的不想这样做。 我也不能使用boost。除此之外，任何带有 RTTI 或动态转换的类似解决方案都会变慢，因为四叉树是性能关键组件，必须尽可能快地运行!

是否有可能在添加一些类型安全性的同时保持 static_cast 的速度？ (四叉树仅包含单一类型的节点)。

Answer 1

我知道您说过您不想使用模板，但这种事情正是模板的用途。通过使节点类成为虚拟类，您会在每次构造和销毁上强制增加额外的开销，并通过至少一个指针扩展节点结构的大小，这将降低缓存一致性。

此外，拒绝使用模板将导致您陷入 static_casts 和不安全代码的泥潭。请注意，例如，如果 pChilds 指向 MyNode 数组，并且 MyNode 有任何成员变量，则下标运算符将无形中不起作用适本地。