模拟中 "dynamic" objects 的结构

Question

我想创建一个或多或少简单的重力模拟，我目前正在对结构做出一些决定。我遇到了一个问题，我不知道如何解决"nicely"。这是问题的简单 class 图：

乍一看你可能看不出任何问题，但让我告诉你一个额外的事实：如果一颗恒星达到一定的密度（Schwarzschildadius > Radius），它应该形成一个黑洞。那么我如何告诉模拟将 Star 实例与 BlackHole 实例交换呢？我可以为每个 body 添加一个 Simulation 实例，然后他们自己可以修改 bodys 数组，但必须有更好的方法！

另一种方法可能是，让 Planet、Star 和 BlackHole 成为新 class Body 类型的子class，然后 Body持有一个实例。

你怎么看？你会如何以一种干净利落的方式解决这个问题？感谢您的帮助！

编辑：为了进一步说明，here is an illustration 我提到的两种方法。两者哪个更好？或者有没有更好的我没有提到的？

Answer 1

也许这会有所帮助；在运行时改变行为的一种常用方法是策略模式；这个想法是让 Body class 中的所有 body 类型都通用，并将不同的行为分离到不同的策略中，这样就可以在 body 时交换策略改变类型。而不是让 BlackHole、Planet 和 Star 扩展 Body 他们可以实现一个接口，比如 BodyBehavior;

public interface BodyBehaviour {
    String getType ();
    Double getLuminosity (Body body);
    // anything else you need that's type specific....
}

public class PlanetBodyBehavior implements BodyBehaviour {
    public static final String TYPE = "Planet"
    @Override
    public String getType() {
        return TYPE;
    }

    @Override
    public Double getLuminosity(Body body) {
        // planet specific luminosity calculation - probably 0 
        return calculatedLuminosity;
    }
}

你的 body class 看起来像；

public class Body {
    private Double mass;

    // coordinates,radius and other state variables

    private BodyBehavior bodyBehaviour;

    public void setBodyBehaviour (BodyBehaviour behaviour) {
        this.bodyBehaviour = behaviour;
    }

    public String getBodyType () {
        bodyBehaviour.getType();
    }

    public Double getLuminosity () {
        bodyBehavior.getLuminosity(this);
    }
}

对于您的模拟，您可以使用以下内容；

// init - note we keep our behaviors stateless so we only need one instance of each
public class Simulation () {
    BodyBehaviour planetBehavior = new PlanetBodyBehavior();
    BodyBehaviour starBehavior = new StarBodyBehavior()
    BodyBehaviour blackHoleBehavior = new BlackHoleBodyBehavior()
    // Just showing initialisation for a single star...
    Body body = new Body(initilising params....)
    body.setBehaviour (starBehavior);

        // iterations....
    while (!finished) {
        // assume we have many bodies and loop over them
        for (Body body : allBodies) {
            // update body positions etc.
            // check it's still a star - don't want to be changing it every iteration...
            if (body.hasBecomeBlackHole() {
                // and this is the point of it all....
                body.setBodyBehaviour(blackHoleBehavior);
            }
        }
    }
}

模拟愉快！

请注意，在这种情况下，它是调用行为更改的顶级模拟循环，但您可以将其添加到您的 BodyBehavior；

boolean hasBecomeBlackHole (Body body);

在body中你可以做类似

的事情

public boolean hasBecomeBlackHole () {
    bodyBehaviour.hasBecomeBlackHole(this);
}

为明星Body行为;

public boolean hasBecomeBlackHole (final Body body) {
    return doSomeCalculations(body.getMass(), body.getRadius());
}

对于行星和黑洞

public boolean hasBecomeBlackHole (final Body body) {
    return false;
}

模拟中 "dynamic" objects 的结构

Structure for "dynamic" objects in a simulation

java

simulator

game-physics

data-structures