如何在Boost中正确使用indexable？两种rtree.query实现方案对比

我实现了两种让rtree.query生效的方法，分别是：

• 为Entity<float>特化indexable
• 使用方法包装器

想请教在这个场景下哪种方案更优？

#include <SFML/Graphics.hpp>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <boost/geometry.hpp>
#include <boost/geometry/geometries/point_xy.hpp>
#include <boost/geometry/index/rtree.hpp>
#include <random>

#define METHOD_WRAPPER 0
#define SPECIALIZATION 1
#define SOLUTION METHOD_WRAPPER

using point = boost::geometry::model::d2::point_xy<float>;

template<typename T, typename IndexableGetter=boost::geometry::index::indexable<T>>
class Collection {
public:
    using box = boost::geometry::model::box<point>;
    void insert(T const& t) { rtree.insert(t); }
    auto begin() const { return rtree.begin(); }
    auto end() const { return rtree.end(); }
    auto find(auto const& search, float radius) {
        std::vector<std::reference_wrapper<T const>> result;
        rtree.query(boost::geometry::index::satisfies([&](auto const& el) {
            return boost::geometry::distance(el.position, search) < radius ;
        }), std::back_inserter(result));
        return result;
    }

private:
    boost::geometry::index::rtree<T, boost::geometry::index::quadratic<32>, IndexableGetter> rtree;
};


template<typename T>
struct Entity {
    using result_type = point;
    point position;
    Entity(T x, T y) : position(x, y) {}
#if SOLUTION == METHOD_WRAPPER
    struct ByPosition {
        using result_type = point;
        result_type const& operator()(Entity const& boid) const { return boid.position; }
    };
#endif
    operator sf::Vector2f() const { return sf::Vector2f(position.x(), position.y()); }
};

#if SOLUTION == SPECIALIZATION
namespace boost { namespace geometry { namespace index {

template<>
struct indexable<Entity<float>> {
    using result_type = point;
    result_type operator()(Entity<float> const& e) const {
        return result_type(e.position);
    }
};

}}}
#endif

int main() {
    using Entity = Entity<float>;

    #if SOLUTION == METHOD_WRAPPER
    Collection<Entity, Entity::ByPosition> collection;
    #elif SOLUTION == SPECIALIZATION
    Collection<Entity> collection;
    #endif

    for (int i = 0; i < 10; i++)
        collection.insert(Entity(
            static_cast<float>(rand() % 100),
            static_cast<float>(rand() % 100))
        );

    for (auto& el : collection)
        std::cout << el.position.x() << ", " << el.position.y() << std::endl;

    auto result = collection.find(point(50, 50), 30);
    for (auto& el : result)
        std::cout << el.get().position.x() << ", " << el.get().position.y() << std::endl;
}

两种方案的优劣分析 #

1. 特化indexable方案（SPECIALIZATION） #

• 优势：
  • 使用简洁：实例化Collection时无需额外指定模板参数，代码调用更直观。
  • 全局一致性：特化后所有用到Entity<float>的RTree都会自动应用该索引规则，无需重复配置。
• 劣势：
  • 灵活性差：全局特化是唯一的，若后续需要为Entity<float>基于其他属性索引，会直接冲突。
  • 命名空间污染：必须在boost::geometry::index命名空间下定义特化，可能与其他第三方代码的特化逻辑冲突，也破坏了命名空间的整洁性。

2. 方法包装器方案（METHOD_WRAPPER） #

• 优势：
  • 扩展性强：同一个Entity类型可根据不同需求传入不同的索引器，比如需要基于其他属性索引时，只需新增一个内部包装器结构体即可。
  • 逻辑内聚：索引器作为Entity的内部类，属于类型自身的一部分，不会污染全局或第三方命名空间。
• 劣势：
  • 代码稍繁琐：实例化Collection时必须显式指定索引器类型，若多处使用同一索引器，可通过typedef简化，但仍需额外定义。

方案选择建议 #

• 如果你的Entity<float>在所有业务场景下都只需要基于position属性做索引，特化方案更简洁省心。
• 如果未来可能需要为同一Entity类型提供多种索引方式，或者希望避免污染第三方命名空间，方法包装器方案的灵活性和扩展性更适合。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nowox