Question

我想要重建我的小型3D引擎，它非常小，所以我只将所有文件放在一个项目中。现在，我想用接口重建它，所以我可以将不同的模块分散到不同的项目并将它们构建为dll。当我这样做时，我在框架代码的基本设计中遇到了很多困难。我想设计一个小型引擎的“对象层次结构”，它是在以前的工作中实现的。例如：

Object
Component
SceneComponent
StaticMeshComponent/SkelMeshComponent
D3DSkelComponent 
...

但是它们是直接实现的。现在，我想使用接口（纯虚拟类），我已经设计了基本接口（用于测试）：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class IObject
{
public:
    virtual std::string GetName() = 0;
};

class IMesh : public IObject
{
public:
    virtual void Draw() = 0;
};

class IStaticMesh : public IMesh
{
public:    
    virtual void BuildSomeMesh() = 0;
};

class ISkeletalMesh : public IMesh
{
public:
    virtual void PlayAnim( const std::string& strAnimName ) = 0;
};

class ID3DSkeletalMesh : public ISkeletalMesh
{
public:
    virtual void LoadD3D( const std::string& strD3D ) = 0;
};

它似乎没问题，但是当我尝试实现它们时，我发现它可能是一个不可能完成的任务。首先，我可以为IObject编写模板类或普通类，例如：

template < typename TBase >
class TObject : public TBase
{
public:
    virtual std::string GetName()
    {
        return m_strTest;
    }

    std::string m_strTest;
};

基于这个TObject，我可以实现一个CMesh：

class CMesh : public TObject< IMesh >
{
public:
    virtual void Draw()
    {
        cout<<"draw mesh" <<endl;
    }
};
   IMesh* pMesh = new CMesh();  // ok
   IObject* pObj = pMesh;      // ok

到目前为止，它运作良好。但是如何实现CStaticMesh / CSkeletalMesh / CD3DSkeletalMesh？它可能是这样的：

class CStaticMesh : public CMesh, public IStaticMesh
{
public:

};

但我有两个IObject基类，所以我必须将所有“public xxx”更改为“virtual public xxx”，它看起来很糟糕。另一个问题是CStaticMesh必须实现IStaticMesh的所有虚拟成员函数，包括：

virtual void Draw() = 0;
virtual void BuildSomeMesh() = 0;

即使在CMesh中有一个Draw，它是CStaticMesh的基本调用。好吧，也许我需要一个TMesh：

template < typename TBase >
class TMesh : public TObject< TBase >
{
public:
    virtual void Draw()
    {
        cout<<"draw mesh" <<endl;
    }
};

并实现CStaticMesh：

class CStaticMesh : public TMesh<IStaticMesh>
{
public:
    virtual void BuildSomeMesh()
    {
        cout<<"Build Some Mesh!"<<endl;
    }
};

看起来好像，但是如何实现CD3DSkeletalMesh？制作一个TSkeletalMesh？好吧，这太疯狂了!!!

我认为，这是不合时宜的。这个设计中的错误是什么？如何改变设计理念以避免这种困境？你知道一个能够保持这些接口的继承层次并轻松实现的想法吗？如果我使用许多虚拟继承，是否有任何性能问题？

Answer 1

正如您所提到的，您可以使用虚拟继承解决此问题。这将在层次结构中仅创建一个乘法继承的接口类的一个实例。

首先是接口：

class IObject
{
public:
    virtual std::string GetName() = 0;
};

class IMesh : virtual public IObject
{
public:
    virtual void Draw() = 0;
};

class IStaticMesh : virtual public IMesh
{
public:    
    virtual void BuildSomeMesh() = 0;
};

class ISkeletalMesh : virtual public IMesh
{
public:
    virtual void PlayAnim( const std::string& strAnimName ) = 0;
};

class ID3DSkeletalMesh : virtual public ISkeletalMesh
{
public:
    virtual void LoadD3D( const std::string& strD3D ) = 0;
};

然后实现：

class CObject : virtual public IObject
{
public:
    std::string GetName()
    {
        return m_strTest;
    }

    std::string m_strTest;
};

class CMesh : public CObject, virtual public IMesh
{
public:
    void Draw()
    {
        cout<<"draw mesh" <<endl;
    }
};

class CStaticMesh : public CMesh, virtual public IStaticMesh
{
public:
    void BuildSomeMesh()
    {
        cout<<"Build Some Mesh!"<<endl;
    }    
};
...

有关此方面的性能影响，请查看this question。

关于C ++接口（纯虚拟类）/多重继承/虚拟继承的设计问题

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