工作中标准库容器的运用（游戏编程需求）

Posted 2020-10-26 姚二二二姚

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了工作中标准库容器的运用（游戏编程需求）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

C++标准库的容器分为序列容器和关联容器。

序列容器简单的有vector，list，deque，复杂的还有配接器stack，queue，priority_queue。

关联容器简单的有set，map，复杂的有multiset，multimap，这都是基于RB-tree的，基于hashtable的也有hash-set，hash-map，hash-multiset，hash-multimap。

工作中很多容器并不常用，常用的无非这几个vector，list，set，map，queue。下面就简单总结一下这几个简单容器的适用需求（游戏功能逻辑方面的需求）。

1.vector

使用频率超高。通常我们使用数组是因为有明确的上限。而使用vector是因为有可能扩展。

有明确上限的，比如月签到系统。只需要一个31长度的数组，因为一个月最多31天。

没有明确上限的，比如成就系统。成就系统里的杀怪成就，一开始需求可能是10，100，1000，也就是杀怪10个，100个，1000个可以获得奖励。但是上线之后觉得数值不合适，需要多一个2000的条目。这种就非常适合用vector。

更多的情况其实是用数组和vector都行的。这种情况就需要编程者自己斟酌了。

看一个例子，等级礼包。如图：

我们先枚举出奖励的的各种状态。

enum RoleLevelRewardState
{
    RLR_INVALID = 0,            //不可领取
    RLR_CAN_GET,                //可领取
    RLR_HAS_GET,                //已领取
};

我们可以规定一个上限。这个上限是奖励的条目上限。如果策划需求改动了条目数量，比如加了一个100级的等级奖励，那我们就需要改动MAX_ROLE_REWARD这个值。

当然一般情况下，最好是扩展，而不改动已经存在的。因为要兼顾老玩家，比如老玩家已经100级了，前面领取过50，70，90级的奖励。但是这时策划需要增加一个60级的奖励…这就比较乱。最好和策划商量兼容老玩家。

如果是增加一个120级的奖励，这自然就比较简单。

static const int MAX_ROLE_REWARD = 3;

定义我们的数组：

int m_role_level_reward[MAX_ROLE_REWARD];

如果用vector，就是这样写：

std::vector<int> m_role_level_reward;

数组在构造函数里的初始化，或者重置清空通常是这样写：

memset(m_role_level_reward, 0, sizeof(m_role_level_reward));

vector初始化和清空就简单些：

m_role_level_reward.clear();

边界问题是我们需要重视的，在引用数组或vector元素时，都用首先判断边界。

bool UpdateRoleRewardState(int index)
{
    if (index < 0 || index >= MAX_ROLE_REWARD) return false;
        
    m_role_reward[index] = 1; //改变内容
    return true;     
}

更多的不同在于循环时：

for (int i = 0; i < MAX_ROLE_REWARD; ++i) // 数组

for (int i = 0; i < (int)m_role_level_reward.size() && i < MAX_ROLE_REWARD; ++i) // vector

(int)强转是因为.size()返回的是size_t类型，其实判断i < size已经足够，还要加上MAX_ROLE_REWARD是保证需求的数量限制和异常出现，较为稳妥。

当然vector用迭代器遍历更为标准。但下标遍历也是可以的。

2.list

有很多情况，需求可以使用list，也可以使用vector。其实只需要记得，如果需求需要随意在某个位置插入，随意删除某个位置的记录，改变整体顺序的就用list，其他都可以用vector。

list是个循环的双向链表，vector是连续空间。所以list可以随意在任何位置插入，随意删除某个位置的记录，而vector不行。vector的insert和erase代价都很大，会使得迭代器失效。

一个典型的例子，记录玩家杀死大boss的记录表。

首先它的数量肯定不确定的，所以数组不适合。而且要求只记录最近的50条，新的记录显示在前面。这就非常适合用list了。

因为我们肯定会有一个逻辑是记录数大于50的时候，删掉最后1条记录。再把新的记录加到前面。

static const MAX_KILL_RECORD_NUM = 50;
if ((int)m_list.size() > MAX_KILL_RECORD_NUM)
{
    m_list.pop_back();
    //m_list.push_front();  //插入的数据结构略过
}

list可以任意的insert，erase，pop，push都是代价很小的。

我们要遍历list，就不能像vector一样了。因为vector有[]操作，list没有。所以list需要用迭代器遍历。

3.map

map也是很常用的容器。与vector，list差别很大，它是一个关联容器。所谓关联容器就是有key和value对应。底层是红黑树(RB-Tree)实现的。

通常的使用场景是记录的数据有一个唯一的key作为索引的标志。比如结婚系统，夫妻的相关数据。

夫妻有关的数据结构比如是：

struct MarriageInfo
{
    char man_name[64];
    char woman_name[64];
    int man_role_id;
    int woman_role_id;
    int love_value; //恩爱值  
};

存在一个map里，key是夫妻俩的role_id组合。比如A的role_id是1000，B的role_id是1011，那么两人共同的夫妻数据key就是1000_1011，一个字符串类型。

std::map<string, MarriageInfo> m_marriage_data;

这个数据里有个唯一的key与其value对应。这种类型的数据通常用map合适。但其实你仔细想想，用vector也能实现需要的功能。那样的话数据结构里加一项类型key的项就行。取决于编程者的风格。

struct MarriageInfo
{
    string marriage_key;
    char man_name[64];
    char woman_name[64];
    int man_role_id;
    int woman_role_id;
    int love_value; //恩爱值  
};
std::vector<MarriageInfo> m_marriage_data;

map在引用元素之前可以用key做find操作，来判断。

bool UpdateMarriageData(string key)
{
    std::map<string, MarriageInfo>::iterator iter = m_marriage_data.find(key);
    if (iter == m_marriage_data.end()) return false;
    iter->second.love_value = 100;
    return true;
}

插入一个map元素，通常可以make_pair一下，然后insert。也有一种简单的写法，就是直接[]引用。

bool InsertMarriageData(string key, MarriageInfo marriage_info)
{
    std::map<string, MarriageInfo>::iterator iter = m_marriage_data.find(key);
    if (iter == m_marriage_data.end()) return false;
    m_marriage_data[key] = marriage_info;
    return true;
}