c++ - 如何最好地管理游戏引擎中的组件？

Question

所以我在开发我的第一个游戏引擎时遇到了瓶颈。目前我有一个实体基类，它有一个组件指针 vector ，它将保存指向某些系统管理器类(graphisManager、PhysicsManager 等)中的组件对象的指针。这是我当前的实体 header (经过精简以专注于主要问题):

实体.h

class Component;

namespace BlazeGameWorld
{
    class Entity
    {
    public:
        BlazeFramework::Math::Vector2D position;

    protected:
        Vector<Component*> components;

        static BlazeGraphics::GraphicsManager graphicsManager;
        static BlazePhysics::PhysicsManager physicsManager;
        static BlazeInput::InputManager inputManager;
        //....other managers

    private:

        ///////////////////////////////////////////////////////////////////////

    public:
        Entity();
        ~Entity();

        virtual bool Initialize();
        virtual bool Shutdown();

        virtual void Update() = 0;

        void AddComponent(Component* p_component);

        //Part of the broadcast messaging system for components to be able
        //to talk to one another in a decoupled way.
        void SendMessage(uint messageID);

    protected:

    private:
    };
}

如您所见，我们的想法是使用静态 SystemManager 类来管理指向堆上实际组件的指针。这是潜在的 PhysicsManager 类的粗略标题(其他管理器类也类似):

物理管理器.h

class PhysicsComponent;

namespace BlazePhysics
{
    class PhysicsManager
    {
    public:

    protected:
        int numPhysicsComponents;
    private:
        Vector<PhysicsComponent*> physicsComponents;

        /////////////////////////////////////////////////////////////

    public:
        PhysicsManager();
        ~PhysicsManager();

        bool Initialize();
        bool Shutdown();

        void Update();

        template <typename PhysicsComponentType>
        PhysicsComponentType* CreatePhysicsComponent();

    private:
    };

    //template definitions
    template <typename PhysicsComponentType>
    PhysicsComponentType* PhysicsManager::CreatePhysicsComponent()
    {
        PhysicsComponentType* physicsComponent = new PhysicsComponentType
        physicsComponents.push_back(physicsComponent);

        return physicsComponents.at(numPhysicsComponents++);
    }
}

因此我可以将所有不同的 physicsComponent 指针存储在 PhysicsManger vector 中(指向 CollisionComponents、PositionComponents 等的指针)。问题是如果我想调用特定于特定物理组件的方法，我无法编译。例如，如果(在 PhysicsManager 的更新循环中)我想在每一帧更新 collisionComponent 的 CheckCollision() 方法，我不能只在 for 循环中说 physicsComponents.at(i).CheckCollision 因为编译器在编译时不知道 CollisionComponent 是什么。有没有办法首先推断数组中组件的类型，然后如果它与 CollisionComponent 匹配则调用 CheckCollision 方法？还是有更好的实现方式，因为这看起来有点笨拙？

Answer 1

实体不应该知道您的系统，它们应该只是组件的集合。否则，引入另一个引擎系统的过程也需要更改实体类，这违背了 ECS 的整体目的。

系统也不应该管理组件。一个系统可能使用多个组件，许多系统可能使用，例如位置/碰撞几何组件。

所以，在我看来:

• 理想情况下，组件应该是简单的纯数据类，而所有处理都在系统内完成。
• 实体必须只提供一种添加和删除组件的方法，并且告诉它是否有特定的组件。
• 某种实体管理器必须以缓存友好的方式存储组件以便系统访问它们，并且应该能够提供一个实体列表，这些实体具有特定的组件/标签集给系统。

这样，例如，如果你想为某些实体添加脚本行为，你所要做的就是添加 ScriptComponent 和 ScriptingSystem。您现有的所有代码都不需要任何更改。

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