C++ 游戏引擎中的复合、组件和实体

Question

我正在开发一个游戏的学校项目。我们使用由我们拥有的一个团队制造的引擎。引擎的构建对我来说不清楚，似乎是一种反模式。然而，似乎没有人能让我清楚地选择设计。该引擎应该使用“基于组件”的设计，但我没有看到它。下面是 Component、Composite 和 Entity 类的代码。简而言之，我的问题是：这段代码是否使用了有效的设计模式，还是只是为了“实现设计模式”而过于复杂，从而导致了反模式？

组件.cpp:

#include "Engine\Component.h"
#include "Engine\Composite.h"

Component::Component(Composite* parent)

{
    this->parent = parent;
}

Component::~Component()
{
}

Entity.cpp

#include "Engine\Entity.h"
#include "Engine\Game.h"


Entity::Entity(Composite* parent):Composite(parent)
{
    this->mass = 1;
    node = NULL;
}

void Entity::update()
{
    Composite::update();

    this->angularVelocity += this->angularAccelaration;
    this->orientation += this->angularVelocity;

    this->accelaration = (1 / this->mass) * this->force;
    this->velocity += this->accelaration;
    this->position += this->velocity;
    if (node != NULL)
    {
        this->node->setPosition(this->position);
        this->node->setRotation(this->orientation);
    }
}

void Entity::draw()
{
    Composite::draw();

    if (node == NULL) return;
    if (!this->visible)
    {
        this->node->setVisible(false);
        return;
    }
    this->node->setVisible(true);

    this->node->render();
}

void Entity::createNode(std::string modelPath)
{
    // Get the mesh
    irr::scene::IAnimatedMesh* mesh = Game::getSceneManager()->getMesh(modelPath.c_str());

    // Create model entity
    this->node =  Game::getSceneManager()->addMeshSceneNode( mesh );
    this->node->setMaterialFlag(EMF_FOG_ENABLE, true);
}

Entity::~Entity()
{
    Composite::~Composite();
    if (node != NULL)
    {
        node->drop();
    }
}

Composite.cpp

#include "Engine\Composite.h"

Composite::Composite(Composite* parent):Component(parent)
{
}


Composite::~Composite()
{
    for (std::list<Component*>::iterator i = components.begin(); i != components.end(); ++i)
    {
        delete (*i);
    }
    components.clear();
}

void Composite::handleMessage(unsigned int message, void* data)
{
    for (std::list<Component*>::iterator i = components.begin(); i != components.end(); ++i)
    {
        (*i)->handleMessage(message, data);
    }
}

void Composite::update()
{
    for (std::list<Component*>::iterator i = components.begin(); i != components.end(); ++i)
    {
        (*i)->update();
    }
}

void Composite::draw()
{
    for (std::list<Component*>::iterator i = components.begin(); i != components.end(); ++i)
    {
        (*i)->draw();
    }
}

void Composite::addComponent(Component* component)
{
    components.push_back(component);
}

void Composite::removeComponent(Component* component)
{
    components.remove(component);
    delete component;
}

下一段代码是 Player.cpp，它使用复合和实体作为混合类型的对象（我真的不明白逻辑）。

播放器.cpp

#include "Player.h"
#include "Messages.h"
#include <iostream>

Player::Player(Composite* parent) : Entity(parent)
{
    createNode("../assets/sydney.md2");
    //i = 0;
    //v3f = vector3df(0,0,0);
    /*networker = new NetworkComponent();
    addComponent(networker);
    networker->registerVar(&i);
    networker->registerVar(&v3f);*/
}

void Player::update() {
    Composite::update();
    //std::cout<<i<<std::endl;
    //std::cout<<"vectorx="<<v3f.X<<"\n";
}

void Player::handleMessage(unsigned int message, void* data) {
    switch(message) {
        case DAMAGE: /* Do something */;
    }
    delete data;
}

Player::~Player()
{
    Entity::~Entity();
}

我根本不相信这是基于组件的设计。不应该删除实体，只使用复合和组件。组件基类不应该是空的，从不直接使用吗？像一个名为“Rigidbody”的组件，它拥有一个用于刚体数据的数据结构和一些覆盖完全虚拟组件基类的函数？

Answer 1

发布的代码是composite pattern 的变体。这种设计模式是结构模式，用于允许客户以统一的方式处理单个对象和复杂对象，例如由多个对象组成的对象。例如，渲染循环可以遍历对象集合，在每个对象上调用draw()。由于这是一种结构模式，因此很难主观地回答这是否是 overengineering 的实例，因为这需要检查更多的类层次结构和架构。

然而，Component 和 Composite 的类命名约定和复合设计模式的使用都没有暗示这是一个“基于组件”的设计。我不熟悉game programming component pattern，但它本质上似乎是在算法类中耦合状态的strategy pattern，从而导致strategy 和context 之间的简化接口。在任何一种情况下，这两种模式都是行为模式，它们实现了可互换和封装的算法。因此，发布的代码没有实现“基于组件”的设计，因为Component、Composite、Entity 和Player 类都没有提供以可互换方式封装算法的方法。例如，Entity::update() 将始终以相同的方式计算位置。如果Entity 需要使用不同的物理模型（考虑Entity 扭曲到具有不同物理集的行星的情况），这种耦合需要扩展Entity 类层次结构，而不是委托给@ 987654338@ 封装算法的类层次结构。