具有按类型安全查找的可变大小的异构容器

Question

我想实现实体组件系统，其中每个实体都有一个组件列表。每个组件都来自BaseComponent类。实体中的每个组件都是唯一的--例如，实体不可能有两个TransformComponent组件。我希望能够使用getComponent()方法对实体中的组件进行快速和类型安全的访问：

template <typename T>
T * getComponent();

在实体中实现组件容器的最佳方法是什么？

PS:我有很多实体(大约10-20,000)，每个实体大约有2-3个组件，10是最大的。所以我担心unordered_map对我的任务来说太重了。

Answer 1

我建议使用元组方法来确定您的其他需求是什么：

#include <utility>

template <typename...Components>
class Entity : private Components... {
public:
    Entity() = default;

    Entity(Components...components) :
        Components(std::move(components))... {}

    template <typename T>
    T& get() {
        return *this;
    }
    template <typename T>
    const T& get() const {
        return *this;
    }
};


#include <iostream>

struct ComponentA { void f() const { std::cout << "I'm a ComponentA\n"; } };
struct ComponentB { void f() const { std::cout << "I'm a ComponentB\n"; } };
struct ComponentC { void f() const { std::cout << "I'm a ComponentC\n"; } };

int main() {
    {
        Entity<ComponentA, ComponentB, ComponentC> e;
        e.get<ComponentC>().f();
        e.get<ComponentB>().f();
        e.get<ComponentA>().f();
    }

    {
        ComponentA a;
        Entity<ComponentA, ComponentB> e{a, {}};
    }

    {
        // error: duplicate base type
        // Entity<ComponentA, ComponentA> invalid_entity;
    }
}

它的优点是所有类型都是具体的，甚至不需要关联Component类型。

Answer 2

我决定使用简单的方法在实体中包含数组*BaseComponent m_compsMAX_COMPONENTS，并为每种组件类型分配唯一的id。因为组件类型的数量限制在20-30个。通过这种方式，我可以最快地访问组件，在实体中存储20-30个指针的开销很小(并且它们将在一个块中分配，实体本身允许良好的缓存局部性)。

我使用此代码进行类型安全访问：

template <typename T>
T * Entity::getComp()
{
  return (T*)m_comps[T::idCompType];
}

每个组件都应该声明const静态成员idCompType