我应该把作用于对象数组的函数存储在哪里？

Question

我正在尝试使用C++创建类似以下内容的东西：

我有一个名为particle的类，它将存储每个粒子的位置和速度。此外，一个成员函数将使用速度数据更新粒子的位置。

我还尝试编写一个函数，用于检测粒子与盒子边界之间的碰撞。为此，该函数需要访问每个粒子的位置和速度。因此，该函数需要将整个粒子数组作为参数。但是，该函数不能作为粒子类的成员函数存在，因为它将无法访问所有粒子。

问题：在哪里包括碰撞检测函数，以使其成为粒子类的可扩展部分？

我考虑只是将此函数编写在main.cpp文件中，但我不知道这是否符合面向对象编程准则。理想情况下可能会有其他函数也作用于粒子数组。

- Greg

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无论是谁“拥有”这些粒子，都很可能是放置粒子碰撞检测的地方。在这种情况下，就是拥有粒子列表并负责管理它们的任何人。 （加一分，对于最具攻击性的示例，这是我在问题中看到的时间最长的东西）。 - WhozCraig

可扩展的方式是什么？“显而易见”的答案是静态成员函数，但这可能取决于particle类的角色（主要是它是否设计用作基类）以及您想要表示边界框的方式。还要注意，很多C++代码（也许大部分），几乎所有的C++标准库都是设计时不遵循面向对象编程指南的。C++允许使用除OOP之外的其他编程范例。 - Steve Jessop

还有一个加一的GIF！ - Keith

Answer 1

我倾向于使用以下模式：将所有的数据模型状态保存在名为Model或Environment的单一类中；拥有一个独立的Renderer类，该类知道如何绘制模型状态；有一个System类将它们联系在一起。以下内容高度概括，但希望能传达这个想法：

class Box {};

class Location {};

class Particle
{
public:
    void updatePosition(double dt);
    const Location& getLocation();
};

class Environment
{
public:
    void checkForCollisions();
private:
    Box box;
    std::vector<Particle> particles;
};

class Renderer
{
public:
    void render(Environment& environment);
};

class System
{
    Environment environment;
    Renderer renderer;
};

- Keith

Answer 2

我想一个好的方法是将检测函数声明为粒子类的友元：它将可以访问类中的所有成员。然后，您可以在某种管理函数内循环触发此函数，该函数将计算数组中所有粒子的碰撞。在这个过程中，您可以使用一些优化技巧来避免重复计算和提高性能。

void CollisionMgr(particleClass *ParticleArrayPtr, int NumOfParticles)
{
   while(NumOfParticles)

    {
      CollisionOfParticle(*ParticleArrayPtr, NumOfParticles);
      NumOfParticles--;
    }

}

- Tomas

Answer 3

你可能需要的是一种“ParticleContainer”对象，它保存粒子数组，并对整个粒子系统执行操作。

（这也是你应该放置运行数组并调用“Draw”函数的代码的地方。）

- apLundell