如何使用void`null`或`empty` like元素扩展C++结构/类

Question

我在学习C++时正在实现一个国际象棋模块.在我已经(部分)实施的模块中:

• 一个Board类(网格,碎片,移动方法等)
• 枚举类型Colour(黑色/白色)和Rank(KING,QUEEN,...,PAWN)

和

• Piece分组颜色和等级的结构(BLACK KING,...,WHITE PAWN).

我现在正在决定如何在电路板(网格)上表示正方形的内容.一个正方形必须包含一个Piece(黑王),或者什么都不包含.考虑的选项:

• 创建一个struct Square包含两个数据成员,{bool occupied ; Piece piece;}(可能扩展Piece该类).

  我的反对意见:解决方案似乎有点过于沉重,如果广场没有被占用,那么该piece成员应该是空的.我觉得它可能导致某些类方法需要例外,这些方法本来是不必要的.

• 扩展枚举Rank或Colour包含空选项.

  我的反对:感觉语言不优雅,黑客和不自然.

• 寻找其他类似的包 std::optional

  我的反对意见:对于编码风格和简洁性,我想避免使用额外的机器.会std::optional甚至是合适的？

• 使用NULL或nullptr表示空方格的状态

  我的反对意见:再次,看起来很丑陋.空方块的内容不是NULL,也不是数字0,不应该与数字26相当......但应该是一个新的,新的常量EMPTY_SQUARE.

这些选项似乎都不合适.是否有更优雅的方式扩展类(如Piece)与其他成员(如EMPTY_SQUARE)没有原始类的数据成员？(还有其他选择吗？)

Answer 1

国际象棋棋盘上的方格可以包含棋子，也可以为空。用更抽象的术语来说，你要么想要一些特定的东西，要么什么都没有。\xe2\x80\x99 正是std::optional该用例的用途。无论如何，你无法避免额外的机械，因为你需要一些东西来代表一个空的方块。在 2019 风格的 C++ 中，可选类型是一种非常简单且惯用的解决方案，尤其是当它来自标准库时。

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关于您的其他选择：

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• struct Square：我同意你的反对意见，特别是关于piece当方块为空时向成员中放入什么的问题。简而言之：struct Square是一个幼稚的、超级简单的可选版本。
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• 扩展枚举：我完全同意。
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• nullptr：有时空指针可以是 \xe2\x80\x9cnothing\xe2\x80\x9d 的适当表示。通常，当您的实现使用指针并且您不想引入\xe2\x80\x99时，您通常会遇到问题std::optional<T*>而 \xe2\x80\x99 会引入额外的空状态及其歧义。总的来说，我确实同意尽可能避免空指针。
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