c++ - 强制类的 const 成员在编译时进行评估

Question

我正在使用 SFML 创建贪吃蛇游戏，我有一个具体类 SnakeGame它包含我类的所有数据成员，例如窗口大小、游戏 map 的大小、蛇的颜色等。因此，我类的内部成员如下所示:

class SnakeGame
{
private:
    //....
    const sf::Vector2u windowSize{400, 336};
    const sf::Color snakeColor {0, 0, 0};
    //...etc...
public:
    SnakeGame() : 
        renderWindow {sf::VideoMode{windowSize.x, windowSize.y}, /*other arguments*/ },
        snake {snakeColor, /*other arguments*/} 
        /*etc*/ 
    {}

但是，这不起作用，我得到一个不可见的窗口，使我相信参数尚未构建。在阅读了另一篇 SO 帖子后，我读到了 const作为类成员的成员不会在编译时求值，而是在类被实例化时在运行时求值，否则它们的行为方式与 const 完全相同。变量。因此，变量 windowSize和 snakeColor在我实例化 SnakeGame 时进行评估在main ，所以我不能在我的类的初始化列表中使用它们。为了尝试解决这个困境，我决定切换到 static constexpr变量，但不幸的是我意识到 sf::Vector<T>没有 constexpr构造函数，sf::Color 也没有.当然，我想我可以切换到整数类型，例如 static constexpr unsigned int对于窗口大小，但最终这会变得重复，尤其是对于颜色。所以我决定走另一条路。我所做的是创建另一个文件 GameData.hpp ，并在其中执行此操作:

namespace gd //For game data
{
    const sf::Vector2u windowSize{400, 336};
    const sf::Color snakeColor {0, 0, 0};
    //...etc...
}

但是，我不喜欢这个解决方案，因为即使现在在编译时评估此数据，如果它们包含适当的头文件，我的所有类也可以访问它，而不仅仅是 SnakeGame。 .这样一来，感觉我类的内部数据结构就暴露了。这引出了我的问题，即:有没有办法强制 const要在编译时以某种方式评估类的成员，以便这些变量可以在初始化列表中使用，并保证它们将被构造？

Answer 1

这里有几个选项，所有选项都需要权衡取舍。我按照我认为最好到最差的粗略顺序对它们进行了排名，但您的权衡可能会有所不同。

• 重构您的代码，使颜色和窗口大小不再是全局常量。作为一名玩家，我想要一条绿蛇，而不是一条黑蛇，我想要一个两倍大的棋盘。这可能涉及将它们保留为成员变量，但这次不是常量，并且可能对它们重新排序，以便您可以在其他成员变量的初始化中使用它们。
• 将编译器设置为 C++17 模式，并将 snakeColor 设置为 inline static const 变量。如果您想要一个仅包含 header 的库并且可以使用 C++17，那么这是最佳选择。
• 使其成为const static 数据成员，并将const sf::Color SnakeGame::snakeColor {0, 0, 0} 添加到恰好一个。 cpp 文件。如果您不想要仅包含 header 的库，这是最佳选择。
• 制作一个getColor static const sf::Color& getSnakeColor() 方法，里面有一个static常量它，并返回它。 static 关键字在函数内部的含义略有不同，您可以在那里做您想做的事。但是，这意味着您需要更改使用它的语法。
• 按照您在回答中的建议使用命名空间。如果其他所有内容都在 namespace snake 中，那么您将这些变量放在 snake::details 中，然后按照惯例人们会知道他们不应该看那里。不过，与其他选项不同的是，这并不是强制执行的。
• 使用 SFML 提交功能请求，以将 Vector2u 和 Color 转换为文字类型，以便您可以使用 constexpr。显然，这需要更长的时间，而且不能保证一定有效。
• 重新排序类以更有用的顺序排列成员，as suggested by VTT in the comments .这与第一个选项相同，我说过我最喜欢它，但是将它们作为常量，对于类的每个实例都具有相同的值。我将它放在列表底部的原因是，这意味着您的类的每个拷贝 都将带有颜色和窗口大小的拷贝，而您实际上只需要一个。

可能还有其他选项我忘记了。例如，有一种涉及辅助模板类的方法，您可以使用它来获取仅包含 header 的库，而无需 inline 成员变量支持，也无需切换到函数调用来访问数据，并且强制执行 private 说明符的地方。不过，我不太记得如何让它发挥作用，而且它比通常值得的要复杂得多。