(18)数据结构

cocos2d::Vector

v3.0 beta加入

定义在"COCOS2DX_ROOT/cocos/base"的"CCVector.h"头文件中。

template<class T>class CC_DLL Vector;

cocos2d::Vector<T>是一个封装好的能动态增长顺序访问的容器。 cocos2d::Vector<T>中的元素是按序存取的，它的低层实现数据结构是标准模版库中的标准顺序容器std::vector。在Cocos2d-x v3.0 beta之前，使用的是另外一个顺序访问容器cocos2d::CCArray，不过它将会被废弃。设计者们将cocos2d::Vector<T>设计为cocos2d::CCArray的替代品，所以建议优先考虑使用cocos2d::Vector<T>。 cocos2d::Vector<T>的一些操作的时间复杂度如下：

随机访问，O(1)
将元素插入到尾部或者删除尾部的元素，O(1)
随机插入或删除, O(n)

模版参数

T - 元素类型

T的类型必须是继承自cocos2d::Object类型的指针。因为已经将Cocos2d-x的内存管理模型集成到了cocos2d::Vector<T>中，所以类型参数不能是其他的类型包括基本类型。

内存管理

cocos2d::Vector<T>类只包含一个成员数据：

std::vector<T> _data;

_data的内存管理是由编译器自动处理的，如果声明了一个cocos2d::Vector<T>类型，就不必费心去释放内存。注意：使用现代的c++，本地存储对象比堆存储对象好。所以请不要用new操作来申请cocos2d::Vector<T>的堆对象，请使用栈对象。如果真心想动态分配堆cocos2d::Vector<T>，请将原始指针用智能指针来覆盖。警告：cocos2d::Vector<T>并不是cocos2d::Object的子类，所以不要像使用其他cocos2d类一样来用retain/release和引用计数内存管理。

基本用法

作者们用std::vector<T>的基本操作加上Cocos2d-x的内存管理规则来覆盖该模版原先的普通操作。所以pushBack()操作将会保留传递过来的参数，而popBack()则会释放掉容器中最后的一个元素。当你使用这些操作的时候，你需要特别注意这些受托管的对象，对于新手来说，这往往是陷阱。警告：cocos2d::Vector<T>并没有重载[]操作，所以不能直接用下标[i]来获取第i位元素。 cocos2d::Vector<T>提供了不同类型的迭代器，所以我们可以受益于c++的标准函数库，我们可以使用大量标准泛型算法和for_each循环。除了std::vector容器的操作之外，开发者们还加入许多标准算法诸如：std::find, std::reverse和std::swap，这些算法可以简化很多通用的操作。要了解更多的api用例，可以参考Cocos2d-x 3.0beta的源码和压缩包里附带的例子。下面是一些简单的例子：

//create Vector<Sprite*> with default size and add a sprite into it
auto sp0 = Sprite::create();
sp0->setTag(0);
//here we use shared_ptr just as a demo. in your code, please use stack object instead
std::shared_ptr<Vector<Sprite*>>  vec0 = std::make_shared<Vector<Sprite*>>();  //default constructor
vec0->pushBack(sp0);

//create a Vector<Object*> with a capacity of 5 and add a sprite into it
auto sp1 = Sprite::create();
sp1->setTag(1);

//initialize a vector with a capacity
Vector<Sprite*>  vec1(5);
//insert a certain object at a certain index
vec1.insert(0, sp1);

//we can also add a whole vector
vec1.pushBack(*vec0);

for(auto sp : vec1)
{
    log("sprite tag = %d", sp->getTag());
}

Vector<Sprite*> vec2(*vec0);
if (vec0->equals(vec2)) { //returns true if the two vectors are equal
    log("pVec0 is equal to pVec2");
}
if (!vec1.empty()) {  //whether the Vector is empty
    //get the capacity and size of the Vector, noted that the capacity is not necessarily equal to the vector size.
    if (vec1.capacity() == vec1.size()) {
        log("pVec1->capacity()==pVec1->size()");
    }else{
        vec1.shrinkToFit();   //shrinks the vector so the memory footprint corresponds with the number of items
        log("pVec1->capacity()==%zd; pVec1->size()==%zd",vec1.capacity(),vec1.size());
    }
    //pVec1->swap(0, 1);  //swap two elements in Vector by their index
    vec1.swap(vec1.front(), vec1.back());  //swap two elements in Vector by their value
    if (vec2.contains(sp0)) {  //returns a Boolean value that indicates whether object is present in vector
        log("The index of sp0 in pVec2 is %zd",vec2.getIndex(sp0));
    }
    //remove the element from the Vector
    vec1.erase(vec1.find(sp0));
    //pVec1->erase(1);
    //pVec1->eraseObject(sp0,true);
    //pVec1->popBack();

    vec1.clear(); //remove all elements
    log("The size of pVec1 is %zd",vec1.size());
}

输出：

Cocos2d: sprite tag = 1
Cocos2d: sprite tag = 0
Cocos2d: pVec0 is equal to pVec2
Cocos2d: pVec1->capacity()==2; pVec1->size()==2
Cocos2d: The index of sp0 in pVec2 is 0
Cocos2d: The size of pVec1 is 0

最佳做法

考虑基于栈的cocos2d::Vector<T>优先用于基于堆的
当将cocos2d::Vector<T>作为参数传递时，将它声明成常量引用：const cocos2d::Vector<T>&
返回值是cocos2d::Vector<T>时，直接返回值，这种情况下编译器会优化成移动操作。
不要用任何没有继承cocos2d::Object的类型作为cocos2d::Vector<T>的数据类型。

cocos2d::Map<k,v>

v3.0 beta加入

定义在"COCOS2DX_ROOT/cocos/base"的"CCMap.h"头文件中。

template <class K, class V>
class CC_DLL Map;

cocos2d::Map<K,V>是使用std::unordered_map作为底层结构的关联式容器。而std::unordered_map是一个存储键值对的关联式容器，它可以通过它们的键快速检索对应的值。使用unordered_map，键通常是唯一的，而值则与这个键对应。

在unordered_map内部，元素是无序，它们是根据键的哈希值来存取的，存取的时间复杂度是常量，超级快。

在Cocos2d-x v3.0beta之前，使用的是另外一种顺序式容器cocos2d::CCDictionary,不过它将很快被废弃。

设计者们谨慎地设计了cocos2d::Map<K,V>用来替代cocos2d::CCDictionary，所以应该尽量使用cocos2d::Map而不是cocos2d::CCDictionary

模版参数

cocos2d::Map<K,V>类只包含一个数据成员：

typedef std::unordered_map<K, V> RefMap;
RefMap _data;

_data的内存管理是由编译器处理的，当在栈中声明cocos2d::Map<K,V>对象时，无需费心释放它占用的内存。但是如果你是使用new操作来动态分配cocos2d::Map<K,V>的内存的话，就得用delete来释放内存了，new[]操作也一样。

注意：使用现代的c++，本地存储对象比堆存储对象好。所以请不要用new操作来分配cocos2d::Map<K,V>的堆对象，请使用栈对象。

如果真心想动态分配堆cocos2d::Map<K,V>，请将原始指针用智能指针来覆盖。

警告：cocos2d::Map<K,V>并不是cocos2d::Object的子类，所以不要像使用其他cocos2d类一样来用retain/release和引用计数内存管理。

基本用例

警告：cocos2d::Map<K,V>并没有重载[]操作，不要用下标[i]来取cocos2d::Map<K,V>对象中的元素。

为了解更多的用例，你得参考源码和压缩文件中附带的例子。下面是一些简单操作的用例：

//create Map<K, V> with default size and add a sprite into it
auto sp0 = Sprite::create();
sp0->setTag(0);
Map<std::string, Sprite*> map0;
std::string mapKey0 = "MAP_KEY_0";
map0.insert(mapKey0, sp0);
log("The size of map is %zd.",map0.size()); 
//create a Map<K, V> with capacity equals 5
Map<std::string, Sprite*> map1(map0);
std::string mapKey1 = "MAP_KEY_1";
if(!map1.empty()){
    auto spTemp = (Sprite*)map1.at(mapKey0);
    log("sprite tag = %d", spTemp->getTag());
    auto sp1 = Sprite::create();
    sp1->setTag(1);
    map1.insert(mapKey1, sp1);      
    //get all keys,stored in std::vector, that matches the object
    std::vector<std::string> mapKeyVec;
    mapKeyVec = map1.keys();
    for(auto key : mapKeyVec)
    {
        auto spTag = map1.at(key)->getTag();
        log("The Sprite tag = %d, MAP key = %s",spTag,key.c_str());
        log("Element with key %s is located in bucket %zd",key.c_str(),map1.bucket(key));
    }
    log("%zd buckets in the Map container",map1.bucketCount());
    log("%zd element in bucket 1",map1.bucketSize(1));  
    //get a random object if the map isn't empty, otherwise it returns nullptr
    log("The random object tag = %d",map1.getRandomObject()->getTag());  
    //find(const K& key) can be used to search the container for an element with 'key'
    //erase(const_iterator position) remove an element with an iterator
    log("Before remove sp0, size of map is %zd.",map1.size());
    map1.erase(map1.find(mapKey0));
    log("After remove sp0, size of map is %zd.",map1.size());
}  
//create a Map<K, V> with capacity equals 5
Map<std::string, Sprite*> map2(5);
map2.reserve(10);  //set capacity of the map

结果是：

cocos2d: The size of map is 1.
cocos2d: sprite tag = 0
cocos2d: The Sprite tag = 1, MAP key = MAP_KEY_1
cocos2d: Element with key MAP_KEY_1 is located in bucket 1
cocos2d: The Sprite tag = 0, MAP key = MAP_KEY_0
cocos2d: Element with key MAP_KEY_0 is located in bucket 0
cocos2d: 2 buckets in the Map container
cocos2d: 1 element in bucket 1
cocos2d: The random object tag = 0
cocos2d: Before remove sp0, size of map is 2.
cocos2d: After remove sp0, size of map is 1.

最佳用法

将cocos2d::Map<K,V>()作为参数传递时，将它声明为常量引用const cocos2d::Map<K,V>()&
V类型必须为cocos2d::Object的子类指针，不能用其他的类型包括基本类型。

cocos2d::Value

于v3.0beta加入

定义在"COCOS2DX_ROOT/cocos/base"的头文件"CCValue.h"中

class Value;

cocos2d::Value是许多基本类型(int,float,double,bool,unsigned char,char*和std::string)还有std::vector<Value>,std::unordered_map<std::string,Value>和std::unordered_map<int,Value>这些类的包装类型。

你可以将上面提及的基本类放进cocos2d::Value对象将它们转换成对应的类型，反之亦然。

cocos2d::Value底层用一个统一的变量来保存任意基本类型值，它将更加节省内存。在Cocos2d-x v3.0beta之前使用的是CCBool, CCFloat, CCDouble和CCInteger这样基本类型包装类，不过它们将被废弃掉。

注意：当处理基本类型和和容器时，请使用cocos2d::Vector<T>,cocos2d::Map<K,V>和cocos2d::Value。

内存管理

cocos2d::Value的内存由它的析构函数来释放，所以使用cocos2d::Value时请尽量用推荐的最佳做法。

cocos2d::Value包含下面的数据成员：

union
{
    unsigned char byteVal;
    int intVal;
    float floatVal;
    double doubleVal;
    bool boolVal;
}_baseData;

std::string _strData;
ValueVector* _vectorData;
ValueMap* _mapData;
ValueMapIntKey* _intKeyMapData;

Type _type;

代码段中，_baseData, _strData和_type是由编译器和它们的析构函数负责释放内存的，而cocos2d::Value的析构函数则负责释放指针成员（_vectorData, _mapData和intKeyMapData）。

注意：cocos2d::Value不能像其它cocos2d类型一样使用retain/release和refcount内存管理

基本用法

ocos2d::Value的用法非常简单直接。下面就是使用的例子：

Value val;   // call the default constructor
if (val.isNull()) {
    log("val is null");
}else{
    std::string str =val.getDescription();
    log("The description of val0:%s",str.c_str());
}
//----------------------------------------------------
Value val1(65);   // initialize with a integer
//Value val1(3.4f);   // initialize with a float value
//Value val1(3.5);   // initialize with a double value
log("The description of the integer value:%s",val1.getDescription().c_str());
log("val1.asByte() = %c",val1.asByte());
//----------------------------------------------------
std::string strV = "string";
Value val2(strV);   // initialize with string
log("The description of the string value:%s",val2.getDescription().c_str());
//----------------------------------------------------
auto sp0 = Sprite::create();
Vector<Object*>* vecV = new Vector<Object*>();
vecV->pushBack(sp0);
Value val3(vecV);   // initialize with Vector
log("The description of the Vector value:%s",val3.getDescription().c_str());
delete vecV;
//----------------------------------------------------
Map<std::string, Object*>* mapV = new Map<std::string, Object*>();
mapV->insert(strV,sp0);
Value val4(mapV);   // initialize with Map
log("The description of the Map value:%s",val4.getDescription().c_str());
delete mapV;
//----------------------------------------------------
Value val6(&val4);   // initialize with Map
log("The description of the Value-type value:%s",val6.getDescription().c_str());
//----------------------------------------------------
val2 = val1;   // assigning between 2 Value-type
log("operator-> The description of val2:%s",val2.getDescription().c_str());
val2 = 4;   //assigning directly
log("operator-> The description of val4:%s",val2.getDescription().c_str());

结果是：

cocos2d: val is null
cocos2d: The description of the integer value:
65

cocos2d: val1.asByte() = A
cocos2d: The description of the string value:
string

cocos2d: The description of the Vector value:
true

cocos2d: The description of the Map value:
true

cocos2d: The description of the Value-type value:
true

cocos2d: operator-> The description of val2:
65

cocos2d: operator-> The description of val4:
4

最佳用法

考虑使用cocos2d::Value和新的模版容器(cocos2d::Vector和cocos2d::Map<k,v>)优于使用cocos2d::CCBool, cocos2d::CCFloat,cocos2d::CCDouble,cocos2d::CCString,cocos2d::CCInteger和旧的objective-c风格的容器(cocos2d::CCArray和cocos2d::CCDictionary)。
当要使用基本类型的聚合时，将基本类型包装成cocos2d::Value，然后将它们和模版容器cocos2d::Vector和cocos2d::Map<k,v>联合使用。