วิธีแก้ปัญหาการพึ่งพาซึ่งกันและกันในรหัส C ++ ของฉันได้อย่างไร

ใน C ++ โครงการของฉันฉันมีสองชั้นและParticle ContactในParticleระดับที่ฉันมีตัวแปรสมาชิกstd::vector<Contact> contactsที่มีรายชื่อทั้งหมดของParticleวัตถุและสอดคล้องฟังก์ชันสมาชิกและgetContacts() addContact(Contact cont)ดังนั้นใน "Particle.h" ฉันรวม "Contact.h"

ในContactชั้นเรียนฉันต้องการเพิ่มรหัสไปยังตัวสร้างContactที่จะเรียกParticle::addContact(Contact cont)เพื่อให้contactsมีการปรับปรุงสำหรับParticleวัตถุทั้งสองระหว่างContactวัตถุที่จะถูกเพิ่ม ดังนั้นฉันจะต้องรวม "Particle.h" ใน "Contact.cpp"

คำถามของฉันคือสิ่งนี้เป็นที่ยอมรับ / ฝึกการเขียนโปรแกรมที่ดีหรือไม่และหากไม่มีสิ่งใดจะเป็นวิธีที่ดีกว่าที่จะใช้สิ่งที่ฉันพยายามทำให้สำเร็จ (เพียงแค่อัปเดตรายชื่อผู้ติดต่อสำหรับอนุภาคเฉพาะโดยอัตโนมัติ ถูกสร้าง)

คลาสเหล่านี้จะถูกผูกเข้าด้วยกันโดยNetworkคลาสที่จะมี N particles ( std::vector<Particle> particles) และ Nc contact ( std::vector<Contact> contacts) แต่ฉันต้องการที่จะมีฟังก์ชั่นเช่นparticles[0].getContacts()- มันไม่เป็นไรที่จะมีฟังก์ชั่นดังกล่าวในParticleชั้นเรียนในกรณีนี้หรือมีโครงสร้าง "เชื่อมโยง" ที่ดีขึ้นใน C ++ สำหรับวัตถุประสงค์นี้ (ของสองคลาสที่เกี่ยวข้องที่ใช้ในชั้นเรียนอื่น) .

ฉันอาจต้องเปลี่ยนมุมมองที่นี่ในวิธีที่ฉันเข้าใกล้นี้ เนื่องจากทั้งสองคลาสเชื่อมต่อกันด้วยNetworkอ็อบเจกต์คลาสเป็นรหัสองค์กร / คลาสทั่วไปที่มีข้อมูลการเชื่อมต่อที่ควบคุมโดยNetworkวัตถุทั้งหมด (ในที่วัตถุ Particle ไม่ควรรับรู้รายชื่อผู้ติดต่อและดังนั้นจึงไม่ควรมีgetContacts()สมาชิก ฟังก์ชั่น) จากนั้นเพื่อที่จะทราบว่ามีอนุภาคใดบ้างที่มีการสัมผัสฉันต้องได้รับข้อมูลนั้นผ่านNetworkวัตถุ (เช่นใช้network.getContacts(Particle particle))

มันจะเป็นเรื่องธรรมดาน้อยลงหรือไม่ (อาจท้อใจ) การออกแบบคลาส C ++ สำหรับวัตถุอนุภาคที่มีความรู้เช่นกัน (เช่นมีหลายวิธีในการเข้าถึงข้อมูลนั้น - ผ่านทั้งวัตถุเครือข่ายหรือวัตถุอนุภาคซึ่งดูเหมือนว่าสะดวกกว่า )?

คำถามของคุณมีสองส่วน

ส่วนแรกคือการจัดระเบียบของไฟล์ส่วนหัว C ++ และไฟล์ต้นฉบับ นี่คือการแก้ไขโดยใช้การประกาศไปข้างหน้าและการแยกของการประกาศคลาส (วางไว้ในไฟล์ส่วนหัว) และวิธีร่างกาย (วางไว้ในไฟล์ต้นฉบับ) นอกจากนี้ในบางกรณีเราสามารถใช้Pimpl idiom ("ตัวชี้ไปยังการใช้งาน")เพื่อแก้ปัญหาที่ยากขึ้น ใช้ตัวชี้ความเป็นเจ้าของร่วม ( shared_ptr), ตัวชี้ความเป็นเจ้าของเดียว ( unique_ptr) และตัวชี้ที่ไม่ได้เป็นเจ้าของ (ตัวชี้แบบดิบเช่น "เครื่องหมายดอกจัน") ตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

ส่วนที่สองคือวิธีการสร้างแบบจำลองวัตถุที่มีการเชื่อมโยงกันในรูปแบบของกราฟ กราฟทั่วไปที่ไม่ใช่ DAG (กราฟเส้นตรงกำกับ) ไม่มีวิธีธรรมชาติในการแสดงความเป็นเจ้าของต้นไม้ แต่โหนดและการเชื่อมต่อนั้นเป็นข้อมูลเมตาทั้งหมดที่เป็นของวัตถุกราฟเดียว ในกรณีนี้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์การเชื่อมต่อโหนดเป็นการรวม โหนดไม่ได้เชื่อมต่อ "เจ้าของ" การเชื่อมต่อไม่ได้เป็น "เจ้าของ" โหนด แต่มันคือการเชื่อมโยงและทั้งโหนดและการเชื่อมต่อนั้นเป็นกราฟของ "เจ้าของ" กราฟแสดงวิธีการสืบค้นและการจัดการที่ทำงานบนโหนดและการเชื่อมต่อ

ถ้าผมเข้าใจถูกต้องวัตถุสัมผัสเดียวกันนั้นเป็นวัตถุอนุภาคมากกว่าหนึ่งชิ้นเพราะมันหมายถึงการสัมผัสทางกายภาพระหว่างอนุภาคสองอนุภาคหรือมากกว่านั้นใช่ไหม?

ดังนั้นสิ่งแรกที่ผมคิดว่าเป็นที่น่าสงสัยคือเหตุผลที่Particleมีตัวแปรเป็นสมาชิกstd::vector<Contact>? มันควรจะเป็นstd::vector<Contact*>หรือstd::vector<std::shared_ptr<Contact> >แทน addContactแล้วควรจะมีลายเซ็นที่แตกต่างกันเช่นaddContact(Contact *cont)หรือaddContact(std::shared_ptr<Contact> cont)แทน

สิ่งนี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องรวม "Contact.h" ใน "Particle.h" การประกาศไปข้างหน้าของclass Contactใน "Particle.h" และการรวม "Contact.h" ใน "Particle.cpp" จะเพียงพอ

จากนั้นคำถามเกี่ยวกับผู้สร้าง คุณต้องการบางสิ่งบางอย่าง

 Contact(Particle &p1, Particle &p2)
 {
      p1.addContact(this);
      p2.addContact(this);
 }

ขวา? การออกแบบนี้ก็โอเคตราบใดที่โปรแกรมของคุณรู้อนุภาคที่เกี่ยวข้องเสมอ ณ เวลาที่มีการสร้างวัตถุผู้ติดต่อ

หมายเหตุถ้าคุณไปstd::vector<Contact*>เส้นทางคุณต้องลงทุนความคิดเกี่ยวกับอายุการใช้งานและความเป็นเจ้าของของContactวัตถุ ไม่มีอนุภาค "เป็นเจ้าของ" รายชื่อผู้ติดต่ออาจจะต้องถูกลบเฉพาะในกรณีที่Particleวัตถุที่เกี่ยวข้องทั้งสองถูกทำลาย การใช้std::shared_ptr<Contact>แทนจะช่วยแก้ปัญหานี้ให้คุณโดยอัตโนมัติ หรือคุณปล่อยให้วัตถุ "บริบทโดยรอบ" เป็นเจ้าของอนุภาคและผู้ติดต่อ (เช่นแนะนำโดย @rwong) และจัดการอายุการใช้งานของพวกเขา

ใช่สิ่งที่คุณอธิบายเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับมากในการสร้างความมั่นใจว่าทุกตัวอย่างอยู่ในรายชื่อผู้ติดต่อของที่ContactParticle

สิ่งที่คุณทำถูกต้อง

อีกวิธีหนึ่ง ... หากเป้าหมายคือเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างContactอยู่ในรายการคุณสามารถ:

• การสร้างบล็อกของContact(ผู้สร้างส่วนตัว)
• ไปข้างหน้าประกาศParticleคลาส
• ทำให้Particleระดับของเพื่อนContact,
• ในการParticleสร้างวิธีการโรงงานซึ่งสร้างContact

แล้วคุณจะได้ไม่ต้องรวมถึงparticle.hในcontact

ตัวเลือกอื่นที่คุณอาจพิจารณาคือการสร้างคอนสตรัคเตอร์ที่ยอมรับเทมเพลตอ้างอิงอนุภาค นี้จะช่วยให้การติดต่อเพื่อเพิ่มตัวเองไปยังภาชนะใด ๆ addContact(Contact)ที่นำไปปฏิบัติ

template<class Container>
Contact(/*parameters*/, Container& container)
{
  container.addContact(*this);
}