ECS系列一：简介

shangdibaozi · 2021年03月10日 08:51

简介

这是一个Typescript语言版的Entity-Component-System框架。框架参考了Unity的Entitas框架。

使用说明

组件

自定义组件必须继承ecs.IComponent，并且需要使用ecs.register注册组件。

@ecs.register('Hello')
export class HelloComponent extends ecs.IComponent {
    info: string;
    data: number;

    // 组件被回收前会调用这个方法。
    reset() {
        this.info = '';
        this.data = 0;
    }
}

ecs.register功能

能通过entity.Hello获得组件对象；
将组件的构造函数存入ecs上下文中，并且给该类组件分配一个组件id。

实体

为了能利用Typescript的类型提示机制，在使用实体的时候需要用户自己继承ecs.Entity。

export class HelloEntity extends ecs.Entity {
    Hello: HelloComponent; // 这里的Hello要和ecs.register中填入的参数一致
}

添加组件：

entity.add(HelloComponent); // 添加组件时会优先从组件缓存池中获取无用的组件对象，如果没有才会新创建一个组件对象

删除组件：

entity.remove(HelloComponent); // 组件对象会从实体身上移除并放入组件缓存池中

获得组件对象：

1、entity.Hello; // 见上方自定义实体操作

2、entity.get(HelloComponent);

判断是否拥有组件：

1、entity.has(HelloComponent);

2、!!entity.Hello;

销毁实体：

entity.destroy() // 销毁实体时会先删除实体身上的所有组件，然后将实体放入实体缓存池中

实体筛选

目前提供了四种类型的筛选能力，但是这四种筛选能力可以组合从而提供更强大的筛选功能。

anyOf: 用来描述包含任意一个这些组件的实体；
allOf: 用来描述同时包含了这些组件的实体；
onlyOf: 用来描述只包含了这些组件的实体；不是特殊情况不建议使用onlyOf，因为onlyOf会监听所有组件的添加和删除事件；
excludeOf: 表示不包含所有这里面的组件（“与”关系）；

使用方式：

表示同时拥有多个组件

ecs.allOf(AComponent, BComponent, CComponent);

表示拥有任意一个组件

ecs.anyOf(AComponent, BComponent);

表示拥有某些组件，并且不包含某些组件

// 不包含CComponent或者DComponent
ecs.allOf(AComponent, BComponent).excludeOf(CComponent, DComponent);

// 不同时包含CComponent和DComponent
ecs.allOf(AComponent, BComponent).excludeOf(CComponent).excludeOf(DComponent);

系统

ecs.System: 用来组合某一功能所包含的System；
ecs.RootSystem: System的root；
ecs.ComblockSystem: 抽象类，组合式的System。默认情况，如果该System有实体，则每帧都会执行update方法；
ecs.IEntityEnterSystem: 实现这个接口表示关注实体的首次进入；
ecs.IEntityRemoveSystem: 实现这个接口表示关注实体的移除；

怎么使用

1、声明组件

@ecs.register('Node')
export class NodeComponent extends ecs.IComponent {
    val: cc.Node = null;

    reset() {
        this.val = null;
    }
}

@ecs.reigster('Move')
export class MoveComponent extends ecs.IComponent {
    heading: cc.Vec2 = cc.v2();
    speed: number = 0;

    reset() {
        this.heading.x = 0;
        this.heading.y = 0;
        this.speed = 0;
    }
}

@ecs.register('Transform')
export class TransformComponent extends ecs.IComponent {
    position: cc.Vec2 = cc.v2();
    angle: number;
    reset() {
    
    }
}

export class AvatarEntity extends ecs.Entity {
    Node: NodeComponent;
    Move: MoveComponent;
    Transform: TransformComponent;
}

2、创建系统

export class RoomSystem extends ecs.RootSystem {
    constructor() {
        super();
        this.add(new MoveSystem());
        this.add(new RenderSystem());
    }
}

export class MoveSystem extends ecs.ComblockSystem<AvatarEntity> {

    init() {
    
    }

    filter(): ecs.Matcher {
        return ecs.allOf(MoveComponent, TransformComponent);
    }
    
    // 每帧都会更新
    update(entities: AvatarEntity[]) {
        for(let e of entities) {
            let moveComp = e.Move; // e.get(MoveComponent);
            lel position = e.Transform.position;
            
            position.x += moveComp.speed.x * moveComp.speed * this.dt;
            position.y += moveComp.speed.y * moveComp.speed * this.dt;
            
            e.Transform.angle = cc.misc.lerp(e.Transform.angle, Math.atan2(moveComp.speed.y, moveComp.speed.x) * cc.macro.DEG, dt);
        }
    }
}

export class RenderSystem extends.ecs.ComblockSystem<AvatarEntity> implements ecs.IEntityEnterSystem, ecs.IEntityRemoveSystem {
    filter(): ecs.Matcher {
        return ecs.allOf(NodeComponent, TransformComponent);
    }
    
    // 实体第一次进入MoveSystem会进入此方法
    entityEnter(entities: AvatarEntity[]) {
        for(e of entities) {
            e.Node.val.active = true;
        }
    }
    
    entityRemove(entities: AvatarEntity[]) {
        for(let e of entities) {
            // Global.avatarNodePool.put(e.Node.val);
        }
    }
    
    update(entities: AvatarEntity[]) {
        for(let e of entities) {
            e.Node.val.setPosition(e.Transform.position);
            e.Node.val.angle = e.Transform.angle;
        }
    }
}

3、驱动ecs框架

const { ccclass, property } = cc._decorator;
@ccclass
export class GameControllerBehaviour extends cc.Component {
    rootSystem: RootSystem = null;

    onLoad() {
        this.rootSystem = new RootSystem();
        this.rootSystem.init();
    }
    
    createAvatar(node: cc.Node) {
        let entity = ecs.createEntityWithComps<AvatarEntity>(NodeComponent, TransformComponent, MoveComponent);
        entity.Node.val = node;
        entity.Move.speed = 100;
    }

    update(dt: number) {
        this.rootSystem.execute(dt);
    }
}