【cocos2d-x 3.x 学习笔记】对象创建方式讨论

最新推荐文章于 2024-05-21 11:04:43 发布

右耳朵猫(whinc)

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分类专栏： C++ 文章标签： cocos2d-x c++

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本文探讨了cocos2d-x 3.x中创建对象实例的不同方式，包括各自的优缺点，并提供了最佳实践建议，旨在帮助开发者优化游戏性能。

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1. 创建对象实例的方式比较

cocos2d-x中获取对象实例的方式与一般的C++编程方式有些不同，下面就是一段代码，比较了对象的创建、初始化和销毁过程二者不同的编写方式：

一般C++对象创建代码：

Object *obj = new Object(arg1, arg2);
delete obj;

一般C++对象在其构造函数中完成初始化操作，同时new出来的对象需要自己负责释放。

cocos2d-x中对象创建代码：

Object *obj = Object::create();

cocos2d-x中通过调用类的静态函数create()返回对象的指针，new出的对象由cocos2d-x自己的内存管理机制负责释放，因此不用担心内存释放问题。create()函数一般有三个操作：

1）创建对象，构造函数中不包含复杂逻辑，仅仅只负责初始化成员变量。

2）调用对象的初始化函数，如init()、initWithXX()等，返回bool值标识初始化是否成功。

3）调用对象继承自基类Ref的函数autorelease()，交由cocos2d-x负责内存的释放。

Object *Object::create()
{
    Object *obj = new Object;
    if (obj && obj->init())
    {
         obj->autorelease();
    }
    else
    {
         delete obj;
         obj = nullptr;
    }
    return obj;
}

cocos2d-x 中提供了宏CREATE_FUNC(__TYPE__)来完成上面的create()函数定义，不过它只能创建无参数的create()函数，如果需要在create()函数中传入参数还是的自己写。

2.cocos2d-x 对象创建方式讨论

cocos2d-x 这种方式被称为“两段构建”，即将对象实例的创建过程分为两个阶段：创建和初始化。我们完全可以采用C++中的构造函数来完成这些工作，因为C++构造函数就是设计用来初始化对象数据的，例如上面的create()函数可以使用下面代码替换：

// 构造函数
Object::Object()     
{
     this->init();
     this->autorelease();
}
// 使用
Object *obj = new Object();

上面代码，在构造函数内部掉用初始化函数，并且调用基类Ref的autorelease()函数完成内存自动管理。之后可以正常使用obj，并且不用我们去担心何时该delete对象。

这种方式符合C++一般习惯，而且也能获得cocos2d-x所提供的内存自动管理的优点，那为什么没有使用这种方式呢？答案在于我们调用init()函数可能会失败，例如资源不存在，此时init()函数会调用失败，但是在外部却无法获取init()函数的返回值，这样我们并不知道对象是否创建成功。而且在init()函数内部如果抛出了异常，会导致异常抛出之前已分配的部分资源无法得到释放。虽然可以使用try-catch异常处理机制来捕获异常，但会使程序体积增大不少。
（2014-09-18 补充：可以给Object增加一个初始化是否成功的成员变量，在构造函数中初始化成功时将该变量置为true，这样可以通过判断该变量是否为true来判断对象是否初始化成功，这样就间接的取到了构造函数中init()函数的返回值）

关于这一点的讨论可以参考下cocos2d-x创始人王哲对于二段构建的看法：
“其实我们设计二段构造时首先考虑其优势而非兼容cocos2d-iphone. 初始化时会遇到图片资源不存在等异常，而C++构造函数无返回值，只能用try-catch来处理异常，启用try-catch会使编译后二进制文件大不少，故需要init返回bool值。Symbian, Bada SDK，objc的alloc + init也都是二阶段构造”。

3. 优缺点

一般C++创建对象的方式，直观符合一般的C++编程习惯，缺点是需要自己负责资源的释放（这一点可以使用共享指针std::shared_ptr来最大限度避免出错），而且如果无法知晓init()函数调用是否成功（这一点可以通过增加一个是否初始化成功的成员字段，作为标识来间接判断）。总的来说通过括号里介绍的两种补充方式完全是可以替代cocos2d-x中的对象创建方式的，而且更符合C++的编码习惯，不过任何系统不是想变就变的，需要考虑到兼容性问题，所以这种方式估计难以被cocos2d-x采用。

cocos2d-x创建对象的方式，其在构造函数中初始化成员变量，在初始化函数中完成对象的初始化工作，在类的静态函数create()中完成前两步并将内存交由其内部的内存管理机制管理。可能有点绕弯，但是一旦习惯用起来还是很好的。

这种方式最大的优点在于不用担心new出的对象的释放问题，所以比较适用于类继承自Ref的情况，这样可以获得cocos2d-x所带来的内存自动管理的好处。

其次，由于不是使用构造函数，而是使用create()这样的静态工厂方法来创建对象实例，因此create()函数名可以变化，如createWithXX()等，只要返回值类型相同即可。当然这个也有可能是其缺点，因为C++推崇使用函数重载来表示同一操作，创建对象的函数名多了反而会引起混乱，这一点看法因人而异。

最后，由于create()函数内部调用了init()、initWithXX()等初始化函数，所以你必须定义一个初始化函数，不然编译会报错，这样强制性提醒你初始化对象，从而避免粗心忘记。

4.最佳实践

下面是我观察cocos2d-x源码所总结的一般cocos2d-x C++类的定义的最佳实践。

类必须包含三个函数：

1）构造函数。好多人都不写这个，最好强制性要求自己写，这样你就记得要在构造函数中对类的成员变量进行初始化。虽然可以放在init()、initWithXX()等初始化函数进行成员变量的初始化，但这样有几个不好的地方：首先，你需要在每个初始化函数中都做一遍成员变量的初始化，工作量大；其次，会使初始化函数代码膨胀；最后，无法利用构造函数初始化列表提高程序效率。这里为了防止直接使用new 操作来创建对象，我将构造函数设置成protected了，强制性要求用create()静态函数创建对象实例（如果确实需要直接new对象，并且你知道你在做什么，这条可以无视）。

2）初始化函数。完成对相关的数据初始化逻辑，如图片、声音等资源的加载。这个必须有！否则创建函数中对初始化函数的调用会失败（当然你若过不调用另当别论）。最好声明为protected函数，初始化函数主要是供create()这样创建函数调用，我们一般不会直接使用，为了避免误用，最好将其“保护”起来。

3）创建函数。是一个静态函数，返回当前对象实例，内部调用了当前类的构造函数和初始化函数。

// 类的声明
class Object : public Layer
{
public:
     static Object *create();

protected:
     Object();
     virtual bool init();

private:
     bool     _isMoving;
     Sprite  *_sprite;
};

// 构造函数
Object::Object():
     _isMoving(false),
     _sprite(nullptr)
{}

......

5. 总结

在编写自己的类时，如果类功能较多考虑继承自类 Ref，以获得内存自动管理，并使用cocos2d-x的对象创建风格，保持代码可读性（大家对cocos2d代码风格很熟悉，如果你也是用这种风格必然读起来易理解）。

如果类的功能很单一或作为特定数据结构，例如Vec2、Size这样的类，在构造函数中可以保证不会抛出异常，考虑使用一般的C++风格来创建对象实例。