检查形状之间碰撞的设计模式
我使用各种形状进行碰撞检测（ Rectangle ， Circle ， Cone ， Ring等）。所有这些形状都是从基础抽象Shape类派生出来的。 我的游戏对象具有Shape类型的属性。
class GameObject { (...) public Shape CollisionShape { get; set; } }
在初始化过程中，我决定将为每个对象使用什么形状，例如：
GameObject person = new GameObject(); person.CollisionShape = new Circle(100); // 100 is radius
现在，当我想检查两个对象是否相交时，我使用以下类：
public class IntersectionChecker { public bool Intersect(Shape a, Shape b) { Type aType = a.GetType(); Type bType = b.GetType(); if( aType == typeof(Rectangle) && bType == typeof(Rectangle)) return Intersect(a as Rectangle, b as Rectangle); if( aType == typeof(Rectangle) && bType == typeof(Circle)) return Intersect(a as Rectangle, b as Circle); // etc. etc. All combinations } private bool Intersect(Rectangle a, Rectangle b) { // check intersection between rectangles } }
所以我的代码看起来像：
IntersectionChecker ic = new IntersectionCHecker(); bool isIntersection = is.Intersect(personA.CollisionShape, personB.CollisionShape);
有没有更好的方法来实现我的目标，没有在IntersectionChecker类中进行数十次’if’检查和类型检查？
编辑：
请注意，检查形状A和B之间的交点的方法可用于检查B和A之间的交点。 在许多答案中（感谢您的所有想法！）建议从形状本身而不是IntersectionChecker对象调用交叉检查。 我想这会迫使我重复代码。 现在我可以这样做：
if( aType == typeof(Rectangle) && bType == typeof(Circle)) return Intersect(a as Rectangle, b as Rectangle); if( aType == typeof(Circle) && bType == typeof(Rectangle)) return Intersect(b as Rectangle, a as Circle); // same method as above
您可以使用访问者模式 ， 这是一个C＃示例
这将允许您简单地使用Shape.Intersect（Rectangle），Shape.Intersect（Circle），…每个派生形状实现的方法。 它会阻止您以额外的方法调用为代价对类型进行任何reflection。
编辑 – 这是一个示例实现，如果没有可以在Shape中使用的共享function，那么使用接口IShape可能会更清晰，但我只是停留在一个抽象基类中。
public class GameObject { private Shape _collisionShape; public GameObject(Shape collisionShape) { _collisionShape = collisionShape; } public bool Intersects(GameObject other) { return _collisionShape.IntersectVisit(other._collisionShape); } } public abstract class Shape { public abstract bool IntersectVisit(Shape other); public abstract bool Intersect(Circle circle); public abstract bool Intersect(Rectangle circle); } public class Circle : Shape { public override bool IntersectVisit(Shape other) { return other.Intersect(this); } public override bool Intersect(Circle circle) { Console.WriteLine("Circle intersecting Circle"); return false; //implement circle to circle collision detection } public override bool Intersect(Rectangle rect) { Console.WriteLine("Circle intersecting Rectangle"); return false; //implement circle to rectangle collision detection } } public class Rectangle : Shape { public override bool IntersectVisit(Shape other) { return other.Intersect(this); } public override bool Intersect(Circle circle) { Console.WriteLine("Rectangle intersecting Circle"); return true; //implement rectangle to circle collision detection } public override bool Intersect(Rectangle rect) { Console.WriteLine("Rectangle intersecting Rectangle"); return true; //implement rectangle to rectangle collision detection } }
并调用它的示例代码：
GameObject objectCircle = new GameObject(new Circle()); GameObject objectRect = new GameObject(new Rectangle()); objectCircle.Intersects(objectCircle); objectCircle.Intersects(objectRect); objectRect.Intersects(objectCircle); objectRect.Intersects(objectRect);
产生输出：
Circle intersecting Circle Rectangle intersecting Circle Circle intersecting Rectangle Rectangle intersecting Rectangle
您可以按照Shape类执行碰撞检查，向IntersectsWith(Shape other)添加IntersectsWith(Shape other)方法。 我还建议在IntersectsWith(GameObject other)添加一个IntersectsWith(GameObject other) ，它允许你将CollisionShape保密。
如果检查必须在某处居住。
您可以将Intersects方法添加到Shape ：
abstract class Shape { public abstract Boolean Intersects(Shape other); }
然后将Intersect方法IntersectionChecker public static并为每个具体形状实现Intersects方法，如下所示：
class Rectangle : Shape { public override Boolean Intersects(Shape other) { if (other is Rectangle) { return IntersectionChecker.Intersect(this, (Rectangle)other); } else if (other is Circle) { return IntersectionChecker.Intersect(this, (Circle)other); } throw new NotSupportedException(); } }
对于您的问题，没有简单的解决方案。 您需要的是“双重调度”，它仅在Smalltalk或Lisp等语言中受支持。 如果添加一个新类，所有提议的解决方案都将强制您更改所有派生类。 这是糟糕的代码！
我会像这样解决这个问题：在没有任何交集代码的情况下实现Shape派生类。 然后像这样实现一个Intersection类：
public class Intersection { public bool Intersect(Shape a, Shape b) {....} private bool Intersect(Rectangle a, Circle b) {...} private bool Intersect(Circle a, Circle b) {...} }
公共方法分析传入的形状并将工作调度（ – >双重调度）工作到匹配的私有方法。 其中包含原始交叉逻辑。 Intersect的实现不需要“ifs”。 您可以使用reflection来查找最佳匹配方法。 细节取决于您的确切要求以及如何根据性能来衡量复杂性。 但是，通过简单的直接实现开始很容易。 因为所有内容都封装在一个地方，所以以后很容易优化。 在我看来，这是一个很好的方法。 😉