复合模式/实体系统和传统的OOP

Question

我正在开发一个用 Java 编写的小游戏（但问题与语言无关）。因为我想探索各种设计模式，所以我挂断了 Composite pattern/Entity 系统（我最初读到的是 here 和 here）作为典型深层层次继承的替代方案。

现在，写了几千行代码后，我有点困惑。我认为理解这种模式并且我喜欢使用它。我认为这很酷，而且像星巴克一样，但感觉它提供的好处有点短暂，而且（最让我烦恼的是）很大程度上取决于你的粒度。

这是上面第二篇文章的图片：

我喜欢对象（游戏实体，或任何您想称呼它们的名称）具有最少组件集的方式，并且推断的想法是您可以编写如下代码：

BaseEntity Alien = new BaseEntity();
BaseEntity Player = new BaseEntity();

Alien.addComponent(new Position(), new Movement(), new Render(), new Script(), new Target());
Player.addComponent(new Position(), new Movement(), new Render(), new Script(), new Physics());

.. 这真的很好...但在现实中，代码最终看起来像

BaseEntity Alien = new BaseEntity();
BaseEntity Player = new BaseEntity();

Alien.addComponent(new Position(), new AlienAIMovement(), new RenderAlien(), new ScriptAlien(), new Target());
Player.addComponent(new Position(), new KeyboardInputMovement(), new RenderPlayer(), new ScriptPlayer(), new PhysicsPlayer());

似乎我最终拥有了一些由较小组件组成的非常专业的组件。很多时候，我必须制作一些具有其他组件依赖关系的组件。毕竟，没有位置怎么渲染？不仅如此，最终渲染玩家与外星人与手榴弹的方式也可能完全不同。除非你制作一个非常大的组件（在这种情况下......你为什么要使用复合模式？）

再举一个现实生活中的例子。我的游戏中有可以装备各种装备的角色。当装备一件装备时，一些统计数据以及视觉显示的内容都会发生变化。这是我的代码现在的样子：

billy.addControllers(new Movement(), new Position(), new CharacterAnimationRender(), new KeyboardCharacterInput());

billy.get(CharacterAnimationRender.class).setBody(BODY.NORMAL_BODY);
billy.get(CharacterAnimationRender.class).setFace(FACE.BLUSH_FACE);
billy.get(CharacterAnimationRender.class).setHair(HAIR.RED_HAIR);
billy.get(CharacterAnimationRender.class).setDress(DRESS.DRAGON_PLATE_ARMOR);

以上CharacterAnimationRender.class 只会影响视觉上显示的内容。所以我显然需要制作另一个处理装备统计信息的组件。但是，我为什么要这样做：

billy.addControllers(new CharacterStatistics());

billy.get(CharacterAnimationRender.class).setBody(BODY.NORMAL_BODY);
billy.get(CharacterStatistics.class).setBodyStats(BODY_STATS.NORMAL_BODY);

什么时候我可以制作一个CharacterGearStuff 控制器/组件来处理统计数据的分布和视觉变化？

底线，我不确定这应该如何提高生产力，因为除非您想手动处理所有事情，否则您仍然必须创建依赖于 2 个以上组件的“元组件”（并修改/交叉修改它们的所有子组件——让我们回到 OOP）。或者，也许我在想它是完全错误的。我是吗？

Answer 1

听起来你有点误解了组件模式。

组件只是数据，没有代码。如果你的组件中有代码，它就不再是一个组件——它是更复杂的东西。

因此，例如，您应该能够轻松地分享您的 CharacterAnimationRender 和 CharacterStatistics，例如：

CharacterStats { int BODY }
CharacterGameStats { ...not sure what data you have that affects gameplay, but NOT the rendering... }
CharacterVisualDetails { int FACE, int HAIR }

...但是没有必要让它们意识到彼此的存在。当您谈论组件之间的“依赖关系”时，我怀疑您迷路了。一个整数结构如何“依赖”另一个整数结构？他们不能。它们只是数据块。

...

回到你最开始关心的问题，你最终会得到：

Alien.addComponent(new Position(), new AlienAIMovement(), new RenderAlien(), new ScriptAlien(), new Target());
Player.addComponent(new Position(), new KeyboardInputMovement(), new RenderPlayer(), new ScriptPlayer(), new PhysicsPlayer());

...这太完美了。假设您已正确编写了这些组件，您已将数据拆分为易于读取/调试/编辑/编写代码的小块。

但是，这是在猜测，因为您尚未指定这些组件中的内容......例如AlienAIMovement - 那是什么？通常，我希望你有一个“AIMovement()”，然后对其进行编辑以使其成为外星人的版本，例如更改该组件中的一些内部标志，以表明它正在使用您 AI 系统中的“外星人”功能。

Answer 2

大卫，

首先感谢您提出完美的问题。

我了解您的问题，并认为您没有正确使用该模式。请阅读这篇文章：http://en.wikipedia.org/wiki/Composite_pattern

例如，如果您无法实现通用类 Movement 并且需要 AlienAIMovement 和 KeyboardMovement，您可能应该使用访问者模式。但在您开始重构数千行代码之前，请检查您是否可以执行以下操作。

是否有机会编写接受 BaseEntity 类型参数的类运动？可能运动的所有实现之间的区别只是一个参数，标志或什么？在这种情况下，您的代码将如下所示：

Alien.addComponent(new Position(), new Movement(Alien), new Render(Alien), new Script(Alien), new Target());

我觉得还不错。

如果不行，尝试使用工厂创建实例，所以

Alien.addComponent(f.createPosition(), f.createMovement(Alien), f.createRender(Alien), f.createRenderScript(Alien), f.createTarget());

希望我的建议对您有所帮助。

Answer 3

Ents 似乎旨在完全按照您的意愿行事。如果您仍然想要自己的库，您至少可以从它的设计中学习。

IMO，以前的答案似乎都很笨拙，并创建了大量不必要的对象。

Answer 4

我认为您在这里使用了错误的方法。应该采用模式来满足您的需求，反之亦然。简单总是比复杂好，如果你觉得有些事情不正常，这意味着你应该退后几步，也许从头开始。

对我来说，这已经有点代码味道了：

BaseEntity Alien = new BaseEntity();
Alien.addComponent(new Position(), new AlienAIMovement(), new RenderAlien(), new ScriptAlien(), new Target());

我希望面向对象的代码看起来像这样：

Alien alien = new AlienBuilder()
    .withPosition(10, 248)
    .withTargetStrategy(TargetStrategy.CLOSEST)
    .build();

//somewhere in the main loop
Renderer renderer = getRenderer();
renderer.render(alien);

当您为所有实体使用通用类时，您将拥有一个非常通用且难以使用的 API 来处理您的对象。

此外，将 Position、Movement 和 Renderer 等内容放在同一个 Component 下感觉是错误的。位置不是一个组件，它是一个属性。运动是一种行为，而渲染器是与你的领域模型完全无关的东西，它是图形子系统的一部分。组件可以是汽车的轮子、外星人的身体部位和枪支。

游戏开发是一件非常复杂的事情，而且很难从第一次尝试就做好。从头开始重写你的代码，从你的错误中学习并感受你在做什么，而不是仅仅尝试从一些文章中定制一个模式。如果你想在模式方面做得更好，你应该尝试游戏开发以外的其他东西。比如写一个简单的文本编辑器。