如何最好地管理游戏引擎中的组件？

Question

所以我正在开发我的第一个游戏引擎，但我碰壁了。目前我有一个实体基类，它有一个组件指针向量，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。这是我当前的实体标题（精简以关注主要问题）：

Entity.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 Header（其他 Manager 类也类似）：

PhysicsManager.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++);
    }
}

所以我可以将所有不同的physicsComponent 指针存储在PhysicsManger 向量中（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）我想在每一帧更新一个碰撞组件的 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什么是 CollisionComponent是。有没有办法先推断出数组中组件的类型，然后如果它匹配 CollisionComponent 调用 CheckCollision 方法？还是有更好的方法来实现这一点，因为这看起来有点笨拙？

Answer 1

实体不应该了解您的系统，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 的全部目的。

系统也不应该管理组件。一个系统可以使用多个组件，并且许多系统可以使用，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。
• 实体只能提供一种添加和删除组件的方式，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，并且应该能够提供实体列表，这些实体具有系统的特定组件/标签集。

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

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