创建一个类，其静态成员容器包含所述类的所有实例

Question

我的目标是创建一个类，它将从它创建的每个实例添加到静态成员容器中，以便可以轻松访问所有实例。

在游戏中，对象是在Game.init()函数中创建的，然后添加到容器中。然后，Game.update()和Game.Draw()函数遍历容器来访问和操作对象。

我希望构造函数和解构函数来处理这些任务，而不是手动向容器中添加或从容器中删除对象。

指针在对象(代码中的box)被复制或赋值时失效，这是一个问题。使用对象容器而不是指针到对象容器导致生成过多的副本，并且我无法使用引用来实现此功能。我正在寻找一些关于如何改进这段代码以避免这些问题的技巧(使用指针到对象的容器不是必需的，实际上我宁愿避免使用指针，但没有它们却无法使其工作):

#include <list>
#include <iostream>
class Box
{
    private:
        std::list <Box*>::iterator iter;
    public:
        static std::list <Box*> List;
        Box() {
            List.push_front(this);
            iter = List.begin();
            std::cout << "Constructing box." << std::endl;
        }
        ~Box() {
            std::cout << "Trashing box." << std::endl;
            List.erase(iter);
        }
        void lookInside() {
            std::cout << "It's empty." << std::endl;
        };
};
std::list <Box*> Box::List;
int main()
{
    Box Box_1;
    Box Box_2;
    Box Box_3;
    Box_1 = Box_2; // causes problems!
    for (auto iter : Box::List) {
        iter->lookInside();
    }
    std::cout << "The list contains " << Box::List.size() << " boxes." << std::endl;
    return 0;
}

Answer 1

你违反了三/五规则。

毫无疑问，您需要重载赋值和复制构造(至少)以使您的类按预期工作。默认的复制构造函数只会复制迭代器，因此最终得到的第二个对象包含原始迭代器的副本，并指向原始对象，因此当其中一个副本被销毁时，该项将从集合中删除。

显然，你想要的是向集合中添加一个新对象，并在复制构造完成时让该对象保存指向集合中新对象的迭代器。

同样，默认赋值操作符将迭代器从源对象复制到目标对象。你可能只是想让迭代器保持不变(即，仍然引用集合中的同一个对象，因为赋值的结果是同一个对象持有不同的值)。

#include <list>
#include <iostream>
class Box
{
    private:
        std::list <Box*>::iterator iter;
    public:
        static std::list <Box*> List;
        Box() {
            List.push_front(this);
            iter = List.begin();
            std::cout << "Constructing box." << std::endl;
        }
        ~Box() {
            std::cout << "Trashing box." << std::endl;
            List.erase(iter);
        }
        void lookInside() {
            std::cout << "It's empty." << std::endl;
        };
        // JVC: added next two overloads:
        Box &operator=(Box const &src) { 
            // don't assign anything.
            return *this;
        }
        Box(Box const &other) { 
            List.push_front(this);
            iter = List.begin();
            std::cout << "Copy constructing box.n";
        }
};
std::list <Box*> Box::List;
int main()
{
    Box Box_1;
    Box Box_2;
    Box Box_3;
    Box_1 = Box_2; // No longer causes problem!
    for (auto iter : Box::List) {
        iter->lookInside();
    }
    std::cout << "The list contains " << Box::List.size() << " boxes." << std::endl;
    return 0;
}

作为题外话:整个设计可能是一个错误。上面的代码在相对微观的层面上覆盖了bug，但没有纠正设计的基本问题。