[C ++中的3D游戏环境

Question

我对C ++还是很陌生，我很难创建3D游戏板。 董事会的大小可以在整个游戏过程中增加。

我的第一个想法是使用嵌套向量。vector<vector<vector<int>>> board

想法是，它很容易实现（board[z][y][x]），我不会在动态分配方面遇到问题。但是我听说嵌套向量不是一个好主意，因为它破坏了“缓存友好性”。相反，我应该使用1d向量和使用数学的“伪”维。

我认为这意味着创建大小为（x * y * z）的向量。在那种情况下，当我想“转到” nested_vector_board [0] [1] [0]时，我使用board [x]。如果我想转到nested_vector_board [1] [1] [0]，请使用board [x * y + x]。

我的理解正确吗？调整董事会规模时该怎么办？例如，如果我想扩大板子的范围，似乎我需要手动移动所有数据。更重要的是，有没有更好，更简单的方法？

我将欢迎您提出任何建议，并非常感谢您！

Answer 1

如果您不知道您的访问模式将是什么，则无法选择最佳解决方案。另外，如果您没有可行的解决方案，则可以衡量性能，只能猜测什么是最佳解决方案，并且您可能会猜错。

我建议使用清晰的界面来标记自己的3D电路板类，并检查您的简单解决方案是否足够好。如果太慢，可以将实现换成更合适的实现。

这里是一个示例，说明如何实现您的电路板：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <map>

template <class ValueType>
class board_3d {
public:
    using key_t = std::tuple<size_t, size_t, size_t>;
    using value_t = ValueType;

    ValueType& operator[](key_t key) {
        return m_data[key];
    } 

    const ValueType& operator[](key_t key) const {
        return m_data[key];
    } 

private:
    std::map<key_t, ValueType> m_data;
};

int main()
{
    board_3d<int> my_board;
    my_board[{0,0,0}] = 5;
    return 0;
}

std::map可能最终不是您想要的。访问为O（log n）。要进行优化，您可以将std::unordered_map与O（1）访问结合使用，或者使用向量进行任何实现。您还可以添加一个调整大小功能，该功能负责将数据从旧存储复制到新存储。

Answer 2

我认为您可以使用稀疏表示形式：

std::map<int, std::map<int, std::map<int, int> > > board;

您可以使用方括号引用此地图中的值：

board[x][y][z] = 13;

Answer 3

为了避免嵌套向量，如何在堆栈上建立一个固定大小（设置为电路板大小上限）的二维指针网格，并用单个向量保存所有数据？像这样的东西（在这里用智能指针实现）：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

int main() {
    const int MAXSIZE = 512
    int width = 5;
    int height = 5;
    int depth = 5; 
    std::unique_ptr<std::vector<int>> grid[MAXSIZE][MAXSIZE];
    for (int i = 0; i < width; ++i) {
       for (int j = 0; j < height; ++j) {
          grid[i][j] = std::make_unique<std::vector<int>>();
          for (int k = 0; k < depth; ++k) {
              grid[i][j]->push_back(k);
          }
       }
    }
    //To iterate over all the contents:
    for (int i = 0; i < width; ++i) {
        for (int j = 0; j < height; ++j) {
            for (int k = 0; k < depth; ++k) {
                std::cout << grid[i][j]->at(k) << " ";
            }
            std::cout << " // ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

根据游戏的工作方式，您可能不得不使用std::shared_ptr。我的理解是，与嵌套矢量方法相比，这种结构可实现更有效的内存访问。不利的一面是必须一次分配更大的网格？