引言
在我的博客中，我曾经翻译了几篇关于ECS的文章。这些文章都是来自于Game Development网站。如果你对这个架构方式还不是很了解的话，欢迎阅读理解 组件-实体-系统和实现
组件-实体-系统。
我发现这个架构方式，是在浏览GameDev上的文章的时候了解到的。很久以前，就知道了有这么个架构方法，只是一直没有机会自己实践下。这一次，我就抽空，根据网上对ECS系统的讨论，采用了一种实现方法，来实现一个。
我很喜欢做游戏，所以同样的，还是用游戏实例来实践这个架构方法。我将会采用cocos2d-x来作为游戏开发的主要工具，这是一款十分强大的跨平台游戏引擎，感兴趣的读者，可以自行搜索了解。
ShapeWar
我一直觉得，作为游戏程序员，能够自己独立的绘制游戏中的图片资源是一件非常好玩的事情。所以，没有美术功底的我，就选择了一种复古风格的艺术——像素艺术来学习。经过一段时间的学习，发现做像素画还是很有趣的，所以我就将我以前做的简单的像素图片，来融合成现在的这个游戏实例——ShapeWar 。
这个游戏很简单，玩家通过键盘上的左右键来移动发射器，通过按下space键，来进行攻击，将所有掉落下来的立方体全都打掉。如果有立方体遗漏掉，那么将会丢掉一颗血，直到玩家死亡为止。这个游戏，开始的时候，可能会非常容易，但是，立方体下落的速度是逐渐增加的，到了后面，如果玩家还能够坚持住的话，那非常了不起！！！
好了，游戏规则很简单，来看看游戏的截图吧！
好了，这个游戏很简单，有兴趣的同学，可以到这里来下载，试玩一下，并且在留言中，告诉我，你最高得了多少分哦！！！
架构设计
从上面的截图，大家也能够明白，游戏只有两个场景，分别是开始场景，和游戏进行场景。需要完成的功能如下：
- 能够产生立方体，控制立方体产生
- 能够控制发射器，发射出球体
- 能够检测出球体和立方体之间的碰撞
- 对不同的立方体，需要碰撞不同的次数才能消灭
- 立方体消灭之后，要播放动画
- 玩家拥有血量和积分
这个游戏大致就有这些功能。
在ECS系统中，我们没有像传统的面向对象方法那样，为游戏中每一个实体定义一个类。比如，对于这里的玩家（Player）定义一个类，然后为绿色的立方体(GreenCube),红色的立方体(RedCube)，橙色的立方体(OrangeCube)和紫色的立方体(PurpleCube)都定义一个类。对于这样的小游戏来说，你可以这么做，但是对于大一点的游戏来说，里面的实体有非常的多，如果每一个都定义一个类的话，那么系统将难以维护。所以，在ECS系统中，它将“多使用组合，少使用继承”的概念发挥到极致。
组件
在系统中，并没有为每一个实体都定义一个类，而是为构成这些实体的基本单元，也就是前面两篇博文中讲述的Component（组件），一个一个的定义。下面是我游戏中，需要用到的所有的组件类型:
// File: Component.h
//------------------------------------------------------------------
// declaration : Copyright (c), by XJ , 2014 . All right reserved .
// brief : This file will define the Component base class of the
// Entity-Component-System.
// author : XJ
// date : 2014 / 6 / 8
// version : 1.0
//-------------------------------------------------------------------
#pragma once
#include<cocos2d.h>
using namespace cocos2d ;
namespace ShapeWar
{
#define COMPONENT_NONE 0x0
class Component
{
public:
Component(){}
virtual ~Component(){}
};
/**
* Define the Render Component
*/
#define COMPONENT_RENDER (1 << 1)
class RenderComponent: public Component
{
public:
RenderComponent(){}
~RenderComponent()
{
sprite->removeFromParentAndCleanup(true);
delete sprite ;
}
public:
CCSprite* sprite ;
};
/**
* Define the Position Component
*/
#define COMPONENT_POSITION (1 << 2 )
class PositionComponent: public Component
{
public:
PositionComponent(){}
~PositionComponent(){}
public:
float x ;
float y ;
};
/**
* Define the Velocity Component
*/
#define COMPONENT_VELOCITY (1 << 3)
class VelocityComponent: public Component
{
public:
VelocityComponent(){}
~VelocityComponent(){}
public:
float vx ;
float vy ;
};
/**
* Define the Health Component
*/
#define COMPONENT_HEALTH (1 << 4)
class HealthComponent: public Component
{
public:
HealthComponent(){}
~HealthComponent(){}
public:
unsigned int health ;
};
/**
* Define the Collidable Component
* brief : Use the AABB's Min-Max representation
*/
#define COMPONENT_COLLID (1 << 5)
class CollidableComponent:public Component
{
public:
CollidableComponent(){}
~CollidableComponent(){}
public:
float min_x ;
float min_y ;
float max_x ;
float max_y ;
};
/**
* Define the EntityType component
* brief : This component will indicate which type the entity is.
*/
#define COMPONENT_ENTITY_TYPE (1 << 6)
class EntityTypeComponent: public Component
{
public:
EntityTypeComponent(){}
~EntityTypeComponent(){}
public:
static const unsigned int RED_CUBE = (1 << 1) ;
static const unsigned int PURPLE_CUBE = (1 << 2) ;
static const unsigned int ORANGE_CUBE = (1 << 3) ;
static const unsigned int GREEN_CUBE = (1 << 4) ;
static const unsigned int SPHERE_BALL = (1 << 5) ;
static const unsigned int PLAYER = (1 << 6) ;
public:
unsigned int type ;
};
/**
* Define the AnimateComponent
*/
#define COMPONENT_ANIMATE (1 << 7)
class AnimateComponent:public Component
{
public:
AnimateComponent(){}
~AnimateComponent(){}
public:
cocos2d::CCAnimate* animate ;
unsigned frames ;
};
};
从上面的代码中，大家可以看到，我首先定义了一个基类Component，然后让所有的组件都继承于这个基类。这里，我并没有用到继承，读者可以发现Component中什么内容也没有。 我将其他组件继承于Component的组要原因是能够将他们统一的进行处理，仅此而已。
在定义完了基类之后，分别定义了如下的组件类型：
- RenderComponent， 用于支持渲染
- PositionComponent， 用于定义位置属性
- VelocityComponent，用于定义速度属性
- HealthComponent，用于定义健康属性
- CollidableComponent，用于定义AABB碰撞检测盒
- EntityTypeComponent，用于定义实体类型
- AnimateComponent， 用于定义动画渲染属性
读者可能发现，在每一个组件上方，我都为它定义了一个标示符，如#define COMPONENT_RENDER (1 << 1)。这是因为，我们需要知道一个实体中到底有哪些组件，所以，我们为每一个组件定义一个标示符，然后就可以通过判断这个标示符，来知道，一个实体是否拥有指定的组件了。我们将在后面看到它的用处。
实体
如果读者，你仔细的阅读了我前面介绍的几篇文章，那么你就会知道，实体实际上就是一个ID值而已，所以，我并没有专门为这个概念定义什么，它在我开发的游戏中，仅仅是一个下标值而已。但是，我们需要知道，游戏中那么多的实体，需要进行统一的管理。所以为此，我创建了如下的一个类，用来对游戏中所有的实体进行管理。
//File:EntityManager
//------------------------------------------------------------------
// declaration : Copyright (c), by XJ , 2014 . All right reserved .
// brief : This file will define the Entity of the Entity-Componet-
// System and the entity manager.
// author : XJ
// date : 2014 / 6 / 8
// version : 1.0
//-------------------------------------------------------------------
#pragma once
#include<vector>
#include"Component.h"
using namespace std ;
namespace ShapeWar
{
/**
* Define the EntityManager
*/
class EntityManager
{
private:
EntityManager();
~EntityManager();
/** Singleton getter*/
public:
static EntityManager* getEntityManager();
/** Core method */
public:
/**
* Create an empty entity
*/
_int64 createEntity() ;
/**
* Remove an entity
*/
void removeEntity(_int64 entity);
/**
* Register component
* brief : This method will make the entity manager to alloc the memory to store
* the registed componet.If you want to use one componet in the ECS , you
* must registed it at the start time.
*/
void registComponents(_int64 component_size);
/**
* Add an component to the entity
*/
void addComponent(Component* component, _int64 component_type, _int64 entity);
/**
* Remove an component of the entity
*/
void removeComponent(_int64 component_type, _int64 entity);
/**
* Get component list
*/
std::vector<Component*>* getComponentList(_int64 component_type) const ;
/**
* Get the specificed component of the entity
*/
Component* getComponent(_int64 component_type, _int64 entity);
/**
* Get entity flag
*/
_int64 getEntityFlag(_int64 entity) const ;
/**
* Set entity flag
*/
void setEntityFlag(_int64 entity, _int64 entity_type);
/**
* Get the entity size
*/
unsigned int getEntitySize() const ;
/**
* Define the Component_List
*/
typedef std::vector<Component*> Component_List;
private:
/**
* Destroy all the component
*/
void _destroy();
private:
std::vector<_int64> m_EntityFlagArray ; //Contain the Entity flag
<pre name="code" class="cpp"> std::vector<Component_List> m_ComponentContainer ; //Contain all the entity
};};
正如读者看到的那样，这个类是一个单例类，里面提供了很多的方法。要理解这个类，我们先来看看组件是如何在这个类里面进行保存的。
在这个类中，我定义了一个这样的成员：
std::vector<Component_List> m_ComponentContainer ; //Contain all the entity
而Component_List定义为如下：
/** * Define the Component_List */ typedef std::vector<Component*> Component_List;
也就是说，这个ComponentContainer，包含了所有的在游戏中使用的组件实例。同一种组件实例，放在同一个Component_List中，然后不同的Component_List，放在Component_Container中。如果读者对这个不是很清楚的话，可以看下面的图片：
从上图中可以看出，这是一个二维的空间盒子，纵向表示了一个组件类型中所有的组件实例，横向表示了一个实体拥有哪些组件。所以，这里的实体，也就是这里的容器中的下标了。
好了，在明白了组件是如何保存了的之后，我们还需要了解在EntityManager中定义的这个数组是什么意思：
std::vector<_int64> m_EntityFlagArray ; //Contain the Entity flag
这个数组，保存了相对应的实体中组件的标示符。还记得我们在组件那一节讲述的组件表示符吗？通过这个数组，我们保存了每个实体对应的组件中有哪些组件。比如说，在这个数组下标为1的单元中，也就是实体1中，有如下的组件标示符保存：
COMPONENT_RENDER | COMPONENT_POSITION | COMPONENT_VELOCITY
那么就意味着，这个实体是由RenderComponent，和PositionComponent，VelocityComponent组合而成的。
好了，在明白了这个数组的功能之后，我们来看看上面管理器中各个函数的作用吧。
_int64 CreateEntity
这个函数用来创建一个空的实体，并且返回实体的下标。用户可以通过这个方法来创建一个实体
void removeEntity(_int64 entity)
这个函数，根据传递进来的实体下标，将实体从容器中移除，并且释放相关的资源
void registComponent(int num)
这个函数，用来根据参数，开辟相应的组件类型空间。在开始的时候，我们并不知道有多少个组件需要使用，所以让用户自行决定需要使用多少个组件。
void addComponent(Component* component, _int64 component_type, _int64 entity)
这个函数，根据传进来的组件，还有组件类型，以及实体下标，将组件加入到相对应的位置去。
void removeComponent(_int64 component_type, _int64 entity);
这个函数，用来将制定类型的组件，从实体中移除。
由于篇幅限制，这里不再一一的讲述。上面的代码能够很好的自我解释出每一个函数的功能。
这里有个问题需要注意，读者可能想知道，我是如何通过组建标示符，来找到那个组建的容器的？？？并且实体只是定义了横向的坐标，而纵向的坐标是如何获取的了？
这个还要讲解下我定义的容器的组织方式。
对于不同的组件，我分别定义了标示符，而标示符中都有不同的位置标示，如COMPONENT_RENDER为 10，这个标示符中1在第1位(从0计算)，那么我们将这个组件的纵向位置定义为1 - 1 = 0 ，也就是0号下标的组件容器中。所以，这就是为什么我要定义不同的组件标示符。为了能够从64位的标示符中获取‘1’在哪一位上，我在前面的博客中算法设计：如何从64位数中获取哪一位数为1采用分治算法，设计了这个方法来获取位数。
好了，通过上面的描述，读者应该明白我是以怎么样的方式来维护游戏中所有的实体的了！！！
系统
在实现了上面的组件，实体之后，接下来就应该实现系统了。我这里实现系统的方式，是根据这篇博客中提出的方法来实现的。
首先，抽象一个系统的类，如下所示：
/**
* Define the base system class. All system will inherit from this base class.
*/
class System
{
public:
System(int _priority);
virtual ~System();
public:
virtual void enter() = 0 ;
virtual void excute(float dt) = 0;
virtual void exit() = 0 ;
public:
int priority ;
};
在这个抽象的系统中，我定义了一个优先级，这样，我们就可以定义哪一些系统需要在另外一些系统之前进行运行。有了系统之后，我们就需要一个管理的方式，所以，在定义了一个系统管理器，如下所示：
/**
* Define the system manager
*/
class SystemManager
{
private:
SystemManager();
~SystemManager();
/** Singleton getter*/
public:
static SystemManager* getSystemManager() ;
/** Core method*/
public:
/**
* Add one system to the system list
*/
void addSystem(System * system);
/**
* Update all the system
*/
void update(float dt);
/**
* Pause all the system
*/
void pause();
/**
* Resume all the system
*/
void resume();
private:
/**
* Destroy all the systems
*/
void _destroy();
private:
std::vector<System*> system_list ;
bool bPaused ;
};
这个类同样也是单例的，用户可以通过调用addSystem来添加系统到系统管理器中。系统管理器，会在每一帧，调用update方法，update方法如下所示：
void SystemManager::update(float dt)
{
if(bPaused == true)
return ;
//Excute all the system
for(int i = 0 ; i < system_list.size() ; i ++)
{
system_list[i]->excute(dt);
}// end for
}// end for update
很简单，它调用已经根据优先级排好序的系统中的excute方法，来执行每一个系统的任务。
在我的这个简单的游戏中，我定义了如下的几个系统，根据优先级从低到进行排序：
- RenderSystem，负责进行渲染
- MovementSystem， 负责进行实体的移动
- HealthSystem，负责判断哪些实体已死亡
- CreatorSystem，负责游戏中立方体的创建规则
- InputSystem， 负责处理键盘输入
- CollidDetectionSystem,负责进行碰撞检测
- BoundaryCheckSystem，负责进行边界检查，当立方体和球体出了边界之后，进行相应的操作
下面我们来分别看看这些系统的实现过程：
RenderSystem
#include"RenderSystem.h"
#include"EntityMananger.h"
using namespace ShapeWar ;
RenderSystem::RenderSystem(int _priority, CCNode* _scene)
:System(_priority),
scene(_scene)
{
}
RenderSystem::~RenderSystem()
{
}
void RenderSystem::enter()
{
}// ed for enter
void RenderSystem::excute(float dt)
{
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
_int64 flag = EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(i);
if((flag & (COMPONENT_RENDER | COMPONENT_POSITION)) == (COMPONENT_RENDER | COMPONENT_POSITION))
{
RenderComponent* pRender = (RenderComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_RENDER,i);
PositionComponent* pPos = (PositionComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_POSITION,i);
if(pRender->sprite->getParent() == NULL)
{
EntityTypeComponent* pType = (EntityTypeComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_ENTITY_TYPE,i);
if(pType->type != EntityTypeComponent::PLAYER)
{
pRender->sprite->runAction(CCRepeatForever::create(CCRotateBy::create(1.0/60, 5)));
scene->addChild(pRender->sprite);
}// end for PLAYER
else
scene->addChild(pRender->sprite, 10);
}
pRender->sprite->setPosition(ccp(pPos->x, pPos->y));
}
}// end for sprite
}// end for excute
void RenderSystem::exit()
{
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
RenderComponent* pRender = (RenderComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_RENDER,i);
pRender->sprite->stopAllActions();
pRender->sprite->removeFromParentAndCleanup(true);
}// end for
}// end for exit
MovementSystem
#include"MovementSystem.h"
#include"EntityMananger.h"
using namespace ShapeWar ;
MovementSystem::MovementSystem(int _priority)
:System(_priority)
{
}
MovementSystem::~MovementSystem()
{
}
void MovementSystem::enter()
{
}// end for enter
void MovementSystem::excute(float dt)
{
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
_int64 flag = EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(i);
if((flag & (COMPONENT_POSITION | COMPONENT_VELOCITY)) == (COMPONENT_POSITION | COMPONENT_VELOCITY))
{
PositionComponent* pPos = (PositionComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_POSITION, i);
VelocityComponent* pVelocity = (VelocityComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_VELOCITY, i);
pPos->x += (1.0 / 60) * pVelocity->vx ;
pPos->y += (1.0 / 60) * pVelocity->vy ;
}
}// end for
}// end for excute
void MovementSystem::exit()
{
}// end for exit
HealthSystem
#include"HealthSystem.h"
#include"EntityMananger.h"
#include"GameInfo.h"
using namespace ShapeWar ;
HealthSystem::HealthSystem(int priority)
:System(priority)
{
}
HealthSystem::~HealthSystem()
{
}
void HealthSystem::enter()
{
}// end for enter
void HealthSystem::excute(float dt)
{
//Get all the HealthComponent list
EntityManager::Component_List* pHealth = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_HEALTH);
for(unsigned int entity = 0 ; entity < EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize() ;)
{
HealthComponent* health = (HealthComponent*)(*pHealth)[entity] ;
if(health != NULL)
{
EntityTypeComponent* pType = (EntityTypeComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_ENTITY_TYPE, entity);
if(pType->type == EntityTypeComponent::PLAYER)
{
GameInfo::getGameInfo()->CUR_HEALTH_PLAYER = health->health ;
}
if(health->health == 0)
{
if((EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(entity) & COMPONENT_ANIMATE) == 0)
{
switch(pType->type)
{
case EntityTypeComponent::GREEN_CUBE:
case EntityTypeComponent::RED_CUBE:
GameInfo::getGameInfo()->CUR_SCORE += 1 ;
break ;
case EntityTypeComponent::ORANGE_CUBE:
GameInfo::getGameInfo()->CUR_SCORE += 2 ;
break ;
case EntityTypeComponent::PURPLE_CUBE:
GameInfo::getGameInfo()->CUR_SCORE += 3 ;
break ;
}// end switch
EntityManager::getEntityManager()->removeEntity(entity);
}
else
entity ++ ;
}// end if
else
entity ++ ;
}// end if
else
entity ++ ;
}// end for
}// end for excute
void HealthSystem::exit()
{
}// end for exit
CreatorSystem
#include"CreatorSystem.h"
#include"EntityCreator.h"
using namespace ShapeWar ;
CreatorSystem::CreatorSystem(int _priority)
:System(_priority),
frames(0)
{
}
CreatorSystem::~CreatorSystem()
{
}
void CreatorSystem::enter()
{
}// end for enter
void CreatorSystem::excute(float dt)
{
frames ++ ;
static int delta = 0 ;
delta = frames / 1800 ;
if(delta >= 30)
delta = 30 ;
if(frames % (60 - delta ) == 0)
{
int value = rand()%100 ;
float vy = -60 - (frames / 300.0) * 10 ;
if(0 <= value&& value < 40)
{
EntityCreator::createGreenCube(0, vy);
}
else if(40 <= value&& value < 80)
{
EntityCreator::createRedCube(0, vy);
}
else if(80 <= value && value < 90)
{
EntityCreator::createOrangeCube(0, 0.6*vy);
}
else if(90 <= value && value<100)
{
EntityCreator::createPurpleCube(0,0.4*vy);
}
}//end if
}// end for excute
void CreatorSystem::exit()
{
}// end for exit
InputSystem
#include "InputSystem.h"
#include "EntityMananger.h"
#include "EntityCreator.h"
#include "AudioSystem.h"
using namespace ShapeWar ;
InputSystem::InputSystem(int _priority)
:System(_priority)
{
}
InputSystem::~InputSystem()
{
}
void InputSystem::enter()
{
}// end for enter
void InputSystem::excute(float dt)
{
//Get the Component list
EntityManager::Component_List* pPos = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_POSITION);
EntityManager::Component_List* pType = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_ENTITY_TYPE);
//Find the player and the un-shooted ball
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
int player = -1 , ball = -1 ;
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
unsigned int type = ((EntityTypeComponent*)(*pType)[i])->type ;
if(type == EntityTypeComponent::PLAYER)
{
player = i ;
}// end if
if(type == EntityTypeComponent::SPHERE_BALL)
{
_int64 flag = EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(i);
if((flag & COMPONENT_VELOCITY) == 0)
{
ball = i ;
} // end if
}// end if
if(player != -1 && ball != -1)
break ;
}// end for
PositionComponent* pPlayer_Pos = NULL ;
PositionComponent* pBall_Pos = NULL ;
if(player != -1)
pPlayer_Pos = (PositionComponent*)(*pPos)[player] ;
if(ball != -1)
pBall_Pos = (PositionComponent*)(*pPos)[ball] ;
if(GetKeyState(VK_RIGHT) & 0x8000)
{
if(pPlayer_Pos != NULL)
{
pPlayer_Pos->x += 5 ;
if(pPlayer_Pos->x >= 320 - 22)
pPlayer_Pos->x = 320 - 22 ;
if(pBall_Pos != NULL)
pBall_Pos->x = pPlayer_Pos->x ;
}
}else if(GetKeyState(VK_LEFT)&0x8000)
{
if(pPlayer_Pos != NULL)
{
pPlayer_Pos->x -= 5 ;
if(pPlayer_Pos->x <= 22)
pPlayer_Pos->x = 22 ;
if(pBall_Pos != NULL)
pBall_Pos->x = pPlayer_Pos->x ;
}
}
static int nFrame = 0 ;
if((GetKeyState(VK_SPACE)& 0x8000) && (nFrame >= 15))
{
VelocityComponent* pVelocity = new VelocityComponent();
pVelocity->vx = 0 ;
pVelocity->vy = 600 ;
EntityManager::getEntityManager()->addComponent(pVelocity, COMPONENT_VELOCITY, ball);
//Create another ball
EntityCreator::createSphereBall(pPlayer_Pos->x, pPlayer_Pos->y);
//Player Effect
AudioSystem::sharedAudioSystem()->playSound("Shoot.wav");
nFrame = 0 ;
}
nFrame ++ ;
}// end for excute
void InputSystem::exit()
{
}// end for exit
CollidDetectionSystem
#include"CollidDetectionSystem.h"
#include"EntityMananger.h"
#include"AudioSystem.h"
using namespace ShapeWar ;
CollidDetectionSystem::CollidDetectionSystem(int _priority)
:System(_priority)
{
}
CollidDetectionSystem::~CollidDetectionSystem()
{
}
void CollidDetectionSystem::enter()
{
}// end for enter
void CollidDetectionSystem::excute(float dt)
{
//Get all PositionComponent list
EntityManager::Component_List* pPos = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_POSITION);
//Get all the CollidableComponent list
EntityManager::Component_List* pCollid = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_COLLID);
//Get all the EntityTypeComponent list
EntityManager::Component_List* pType = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_ENTITY_TYPE);
//Get all the HealthComponent list
EntityManager::Component_List* pHealth = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_HEALTH);
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
//Find all sphere ball
std::vector<unsigned int> index_array ;
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
if(((EntityTypeComponent*)(*pType)[i])->type == EntityTypeComponent::SPHERE_BALL)
{
if((EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(i) & COMPONENT_VELOCITY) == COMPONENT_VELOCITY)
{
index_array.push_back(i);
}// end if
}// end if
}// end for
for(unsigned int i = 0 ; i < index_array.size() ; i ++)
{
CollidableComponent* collidAreaA = ((CollidableComponent*)((*pCollid)[index_array[i]])) ;
PositionComponent* posA = ((PositionComponent*)((*pPos)[index_array[i]])) ;
collidAreaA->min_x = posA->x - 16 ;
collidAreaA->min_y = posA->y - 16 ;
collidAreaA->max_x = posA->x + 16 ;
collidAreaA->max_y = posA->y + 16 ;
size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
for(unsigned int j = 0 ; j < size ; j ++)
{
if((EntityManager::getEntityManager()->getEntityFlag(j) & COMPONENT_COLLID) == COMPONENT_COLLID &&
((EntityTypeComponent*)(*pType)[j])->type != EntityTypeComponent::SPHERE_BALL)
{
CollidableComponent* collidAreaB = ((CollidableComponent*)((*pCollid)[j])) ;
PositionComponent* posB = ((PositionComponent*)((*pPos)[j])) ;
collidAreaB->min_x = posB->x - 16 ;
collidAreaB->min_y = posB->y - 16 ;
collidAreaB->max_x = posB->x + 16 ;
collidAreaB->max_y = posB->y + 16 ;
if(collidAreaA->min_x > collidAreaB->max_x
||collidAreaA->max_x < collidAreaB->min_x) continue ;
if(collidAreaA->min_y > collidAreaB->max_y ||
collidAreaA->max_y < collidAreaB->min_y) continue ;
HealthComponent* cube = (HealthComponent*)(*pHealth)[j] ;
cube->health -- ;
if(cube->health == 0)
{
AnimateComponent* pAnimate = new AnimateComponent();
pAnimate->animate = new CCAnimate();
CCAnimation* pAnimation = CCAnimation::create();
for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++)
{
char buffer[32] ;
sprintf(buffer,"Explosion000%d.png",i);
pAnimation->addSpriteFrameWithFileName(buffer);
}// end for
pAnimation->setDelayPerUnit(1.0/10);
pAnimate->animate->initWithAnimation(pAnimation);
pAnimate->frames = 60 ;
//Add the Animate Component to the entity
EntityManager::getEntityManager()->addComponent(pAnimate, COMPONENT_ANIMATE, j);
//Remove the CollidDetection Component
EntityManager::getEntityManager()->removeComponent(COMPONENT_COLLID, j);
//Remove the Velocity Component
EntityManager::getEntityManager()->removeComponent(COMPONENT_VELOCITY, j);
}// end if
HealthComponent* ball = (HealthComponent*)(*pHealth)[index_array[i]] ;
ball->health -- ;
//Play hurt effect
AudioSystem::sharedAudioSystem()->playSound("Hurt.wav");
break ;
}// end if
}// end for cube
}// end for sphere ball
}// end for excute
void CollidDetectionSystem::exit()
{
}// end for exit
BoundaryCheckSystem
#include"BoundaryCheckSystem.h"
#include"EntityMananger.h"
using namespace ShapeWar ;
BoundaryCheckSystem::BoundaryCheckSystem(int priority)
:System(priority)
{
}
BoundaryCheckSystem::~BoundaryCheckSystem()
{
}
void BoundaryCheckSystem::enter()
{
}// end for enter
void BoundaryCheckSystem::excute(float dt)
{
//Get all PositionComponent list
EntityManager::Component_List* pPos = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_POSITION);
//Get all the EntityTypeComponent list
EntityManager::Component_List* pType = EntityManager::getEntityManager()->getComponentList(COMPONENT_ENTITY_TYPE);
unsigned int size = EntityManager::getEntityManager()->getEntitySize();
//Find the Player's health Component
unsigned int player_entity = -1 ;
for(int i = 0 ; i < size ; i ++)
{
if(((EntityTypeComponent*)(*pType)[i])->type == EntityTypeComponent::PLAYER)
{
player_entity = i ;
break ;
}
}// end for
HealthComponent * health = (HealthComponent*)EntityManager::getEntityManager()->getComponent(COMPONENT_HEALTH, player_entity);
//Check if the entity is out of the screen
for(unsigned int i = 0 ; i < size ; )
{
if(((EntityTypeComponent*)(*pType)[i])->type == EntityTypeComponent::SPHERE_BALL)
{
if(((PositionComponent*)(*pPos)[i])->y > 480)
{
EntityManager::getEntityManager()->removeEntity(i);
size -= 1 ;
continue ;
}
}// end if for sphere ball
else
{
if(((PositionComponent*)(*pPos)[i])->y < 0)
{
EntityManager::getEntityManager()->removeEntity(i);
size -= 1 ;
health->health-- ;
continue ;
}
}
i ++ ;
}// end for
}// end for excute
void BoundaryCheckSystem::exit()
{
}// end for exit
系统内部是如何工作的，不是本文章讨论的范畴。这篇文章旨在告诉读者，我们可以通过ECS系统，实现更加弹性的设计。通过使用组合的方法，大大降低系统的耦合性。同时，这里将数据和处理过程，通过组建和系统的方法实现了分离。通过这样的系统，我们很容易的能够实现网络游戏，因为只需要对组件数据进行单独的传输即可，并且很容易的实现诸如关卡保存，这样的内容。
但是，任何事情都是双面的，在带来这些好处的同时，在另外的方面也会带来限制。
系统缺点
通过上面的描述，我们大概可以明确这样的系统有如下的缺点：
- 内存利用较低。我们在容器中为每一个实体都开辟了同样大的空间，如果某个实体并不具有那样的组件的时候，那个空间依然为它保留着，这浪费了大量的空间
- 同一个实体，没有办法拥有同一个组件的两份实例。也就说，对于像动画这样的组件，一个实体，可能不只有一个动画属性。它可能需要在死亡时，同时播放两种动画，那么这个系统就没有办法完成这样的工作。
- 最重要的一个缺点就是性能问题。读者可能发现，系统和实体的交互方式，完全是系统主动的轮询，来进行系统的处理。我们知道，高效的设计方法，应该是让实体在有需要的时候，调用系统来进行工作。如果系统持续的运行，在很多情况下，系统并没有做什么有效的工作。所以，应该将这种主动轮询的方式改成由事件驱动的可能更好一点。但是，博主暂时没有想到如何设计这样的系统，可能在后面的实践中，掌握这样的设计方法的时候，再来向大家讲述。
好了，ECS架构实践的第一篇博客就到此结束了。
如果您有什么不明白的地方，或者发现了文中设计上的缺陷，欢迎大家在评论中指出。毕竟，旁观者清，当局者迷。希望能够和大家互相的学习！互相进步！
这个游戏的源代码和程序以及上传至CSDN，感兴趣的同学可以自行下载来阅读和试玩，不要忘了在评论中给出你获得的最高分哦，大家比比看谁的反应是最好的哦哦！！！
ShapeWar_exe.zip
如何在cocos2d-x中使用ECS(实体-组件-系统)架构方法开发一个游戏？
时间： 2024-10-19 16:59:33