C++で遊ぶことにした

　弾幕STGをC++で実装する場合について、考えてみた。 　弾幕STGには、たくさんの種類の弾が、多数存在するわけだ。 　弾はすべて、１フレームごとに状態を更新されなければならないし、当たり判定や、画面外に出たかどうかなどの処理も行わなければならない。 　弾ごとにこれらの処理は異なる。 　そこで、次のように考えた。 　まず、Bulletなるベースクラスを定義して、すべての弾に必要な、座標などのメンバと、必要なメンバ関数を純粋仮想関数で定義する。あとは、弾ごとにこのクラスを継承すればよい。 　しかし、ここで問題がある。大量の弾である、クラスのオブジェクトをどうやって管理したらいいのだろう。動的多様性がほしいのだから、すべてBulletクラスのポインタでなければならない。しかし、弾は多数あるので、ひとつひとつnewしていくのはなんだか効率が悪いように思われる。そこで、こんなコードを考えた。

class BulletHolder { private : 　　float x, y ; public : 　　virtual void update() = 0 ; 　　virtual BulletHolder * construct_copy(void * ptr) const = 0 ; 　　virtual ~BulletHolder() { } } ; #define BULLET_MAKE_CONSTRUCT_COPY_PP(TYPE) \ virtual BulletHolder * construct_copy(void * ptr) const \ { return new(ptr) TYPE(*this) ; } class FastBullet : public BulletHolder { private : 　　float accel ; //加速度がある public : 　　BULLET_MAKE_CONSTRUCT_COPY_PP(FastBullet) 　　virtual void update() 　　{ std::cout << "fast" << std::endl ; } 　　 　　virtual ~FastBullet() { } } ; class SlowBullet : public BulletHolder { private : 　　float r ; // 方向がある public : 　　BULLET_MAKE_CONSTRUCT_COPY_PP(SlowBullet) 　　virtual void update() 　　{ std::cout << "slow" << std::endl ; } 　　virtual ~SlowBullet() { } } ; #undef BULLET_MAKE_CONSTRUCT_COPY_PP class Bullet { private : 　　BulletHolder * ptr ; 　　static size_t const size = 16 ; 　　char buf[size] ; //BulletHolderを継承するすべてのクラスが収まるサイズ private : 　　void * getbufptr() 　　{ return static_cast< void * >( &buf[0] ) ; } 　　void safe_destruct() 　　{ 　　　　if ( ptr != 0 ) 　　　　　　ptr->~BulletHolder() ; 　　} public : 　　Bullet() : ptr(0) { } 　　template < typename T > 　　Bullet ( T const & x ) 　　{ 　　　　BOOST_STATIC_ASSERT(( boost::is_base_of<BulletHolder, T>::value )) ; 　　　　BOOST_STATIC_ASSERT(( sizeof(T) <= size )) ; 　　　　ptr = new( getbufptr() ) T(x) ; 　　} 　　template < typename T > 　　Bullet & operator = ( T const & x ) 　　{ 　　　　BOOST_STATIC_ASSERT(( boost::is_base_of<BulletHolder, T>::value )) ; 　　　　BOOST_STATIC_ASSERT(( sizeof(T) <= size )) ; 　　　　safe_destruct() ; 　　　　ptr = new( getbufptr() ) T(x) ; 　　} 　　Bullet( Bullet const & b ) 　　{　　 　　　　if (b.get() != 0) 　　　　　　ptr = b.get()->construct_copy(getbufptr()) ; 　　} 　　Bullet & operator = ( Bullet const & b ) 　　{ 　　　　if ( this != &b && b.get() != 0) 　　　　{ 　　　　　　safe_destruct() ; 　　　　　　ptr = b.get()->construct_copy(getbufptr()) ; 　　　　} 　　　　return *this ; 　　} 　　BulletHolder * get() const 　　{ return ptr ; } 　　BulletHolder * operator *() 　　{ return get() ; } 　　BulletHolder * operator ->() 　　{ return get() ; } 　　~Bullet() 　　{ safe_destruct() ; } 　　 } ; int main() { 　　std::vector<Bullet> v(0) ; 　　v.push_back(FastBullet()) ; 　　v.push_back(FastBullet()) ; 　　v.push_back(SlowBullet()) ; 　　v.push_back(FastBullet()) ; 　　v.push_back(SlowBullet()) ; 　　for (std::vector<Bullet>::iterator iter = v.begin() ; 　　　　iter != v.end() ; ++iter ) 　　{ 　　　　(*iter)->update() ; 　　} }

　Bulletクラスに、すべての弾クラスが収まるサイズのバッファを用意し、そこにPlacement newでオブジェクトを構築している。 　コピーコンストラクタの実装だけが、どうしてもスマートに行かない。 　ここまで実装してはたと気づいた。 　現実の弾幕STGでは、弾が別の弾を参照することがありえる（たとえばあるランダムに飛ぶ弾を基準に動く弾とか）　すると、参照カウンタが必要だ。この場合、Bulletクラスで参照カウンタを実装して、intrusive_ptrにでも渡せばいいのではないだろうか。 　そもそも、いくら多数といっても、弾幕STGの弾数は、せいぜい数百程度で、数千も行くことはないだろう。たとえshared_ptrに頼り、さらにSTLのlistを使ったとしても、本当にパフォーマンス上問題があるのか。私のCore2Quadはそんなに遅いのか？ 　そして、今頃気づいたのだが、上記のコードのコピーコンストラクタをスマートに書くためには、マルチメソッドが必要なのではないだろうか。そうすれば、BulletHolderクラスは、Bulletクラスのことを考えずに、へんなマクロによるおまじないも必要ないのではないだろうか。 　と思ったが、マルチメソッドがあったとしても、結局BulletクラスがBulletHolderを継承しているすべてのクラスを網羅する必要があり、あまり違いはないか。