遊戲功能編程需求中 STL容器的運用

C++標準庫的容器分爲序列容器和關聯容器。

序列容器簡單的有vector，list，deque，複雜的還有配接器stack，queue，priority_queue。

關聯容器簡單的有set，map，複雜的有multiset，multimap，這都是基於RB-tree的，基於hashtable的也有hash-set，hash-map，hash-multiset，hash-multimap。

工做中不少容器並不經常使用，經常使用的無非這幾個vector，list，set，map，queue。下面就簡單總結一下這幾個簡單容器的適用需求（遊戲功能邏輯方面的需求）。

 

1.vector

使用頻率超高。一般咱們使用數組是由於有明確的上限。而使用vector是由於有可能擴展。

有明確上限的，好比月簽到系統。只須要一個31長度的數組，由於一個月最多31天。

沒有明確上限的，好比成就係統。成就係統裏的殺怪成就，一開始需求多是10，100，1000，也就是殺怪10個，100個，1000個能夠得到獎勵。可是上線以後以爲數值不合適，須要多一個2000的條目。這種就很是適合用vector。

更多的狀況實際上是用數組和vector都行的。這種狀況就須要編程者本身斟酌了。

看一個例子，等級禮包。如圖：

 

咱們先枚舉出獎勵的的各類狀態。

enum RoleLevelRewardState
{
    RLR_INVALID = 0,            //不可領取
    RLR_CAN_GET,                //可領取
    RLR_HAS_GET,                //已領取
};

咱們能夠規定一個上限。這個上限是獎勵的條目上限。若是策劃需求改動了條目數量，好比加了一個100級的等級獎勵，那咱們就須要改動MAX_ROLE_REWARD這個值。

固然通常狀況下，最好是擴展，而不改動已經存在的。由於要兼顧老玩家，好比老玩家已經100級了，前面領取過50，70，90級的獎勵。可是這時策劃須要增長一個60級的獎勵…這就比較亂。最好和策劃商量兼容老玩家。

若是是增長一個120級的獎勵，這天然就比較簡單。

static const int MAX_ROLE_REWARD = 3;

定義咱們的數組：

int m_role_level_reward[MAX_ROLE_REWARD];

若是用vector，就是這樣寫：

std::vector<int> m_role_level_reward;

數組在構造函數裏的初始化，或者重置清空一般是這樣寫：

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

vector初始化和清空就簡單些：

m_role_level_reward.clear();

邊界問題是咱們須要重視的，在引用數組或vector元素時，都用首先判斷邊界。

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

更多的不一樣在於循環時：

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

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

(int)強轉是由於.size()返回的是size_t類型，其實判斷i < size已經足夠，還要加上MAX_ROLE_REWARD是保證需求的數量限制和異常出現，較爲穩妥。

固然vector用迭代器遍歷更爲標準。但下標遍歷也是能夠的。

 

2.list

有不少狀況，需求可使用list，也可使用vector。其實只須要記得，若是需求須要隨意在某個位置插入，隨意刪除某個位置的記錄，改變總體順序的就用list，其餘均可以用vector。

list是個循環的雙向鏈表，vector是連續空間。因此list能夠隨意在任何位置插入，隨意刪除某個位置的記錄，而vector不行。vector的insert和erase代價都很大，會使得迭代器失效。 

一個典型的例子，記錄玩家殺死大boss的記錄表。

首先它的數量確定不肯定的，因此數組不適合。並且要求只記錄最近的50條，新的記錄顯示在前面。這就很是適合用list了。

由於咱們確定會有一個邏輯是記錄數大於50的時候，刪掉最後1條記錄。再把新的記錄加到前面。

static const MAX_KILL_RECORD_NUM = 50;
if ((int)m_list.size() > MAX_KILL_RECORD_NUM)
{
    m_list.pop_back();
    //m_list.push_front();  //插入的數據結構略過
}

list能夠任意的insert，erase，pop，push都是代價很小的。

咱們要遍歷list，就不能像vector同樣了。由於vector有[]操做，list沒有。因此list須要用迭代器遍歷。

 

3.map

map也是很經常使用的容器。與vector，list差異很大，它是一個關聯容器。所謂關聯容器就是有key和value對應。底層是紅黑樹(RB-Tree)實現的。

一般的使用場景是記錄的數據有一個惟一的key做爲索引的標誌。好比結婚系統，夫妻的相關數據。

夫妻有關的數據結構好比是：

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

存在一個map裏，key是夫妻倆的role_id組合。好比A的role_id是1000，B的role_id是1011，那麼兩人共同的夫妻數據key就是1000_1011，一個字符串類型。

std::map<string, MarriageInfo> m_marriage_data;

這個數據裏有個惟一的key與其value對應。這種類型的數據一般用map合適。但其實你仔細想一想，用vector也能實現須要的功能。那樣的話數據結構里加一項類型key的項就行。取決於編程者的風格。

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

 map在引用元素以前能夠用key作find操做，來判斷。

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;
}

插入一個map元素，一般能夠make_pair一下，而後insert。也有一種簡單的寫法，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;
}

 

4.set

set是實際上是一種簡單的map，它的value隱藏了，只顯示key出來。set適用比較簡單的需求。

好比記錄玩家得到的物品獎勵，已經得到過的物品不能再得到，物品id做爲key。

std::set<ItemId> m_reward_record;

那麼set和map的用法相似，是簡化的map。取決於需求的複雜度。

 

5.queue

隊列queue。queue實際上是一種適配器。底層是deque實現，屏蔽了deque的部分功能，封裝成一個隊列。隊列是一個後進先出的結構。

有一類需求適合，就是匹配需求。就拿吃雞來講。首先進入的是一個等待副本。先進來的玩家進入排隊。滿100我的，隊列就出去100我的，進入另一個副本。

匹配實際是一個複雜的功能需求，取決於匹配的條件是什麼。吃雞的需求多是滿100個，送走100個。這100我的有什麼等級限制啊，經驗限制啊，小隊限制啊，都是複雜的。

另外匹配仍是一個輪詢過程。輪詢的優化策略也有講究，再也不展開。

可是毫無疑問queue隊列很符合這類的需求。