具有结构的 ECS 中的组件实现

Question

目标：

我正在尝试实现一个实体组件系统，但我被组件实现困住了。我打算有一个通用组件类型，其中包含每个组件的静态位，例如Position 类型的组件具有 Bit=0，Sprite 类型的组件具有 Bit=1，等等。一个组件应该只包含它所拥有的值，因此我从结构开始。以下是我对此的尝试（不是工作代码）：

    struct Position : Component<Position> //this does not work in c#
    {
        public int x, y;
    }

    internal struct ComponentBit
    {
        public static int bitCounter = 0;

    };

    public struct Component<T>
    {
        public static readonly int bit;

        static Component()
        {
            bit = ComponentBit.bitCounter++;
        }

        public int GetBit()
        {
            return bit;
        }
    }

在那之后我发现结构无法继承，所以我尝试将结构更改为类有效。

问题：

是否有任何方法可以像在 C++（模板）中那样使用结构来实现这些功能？出于 implementation/performance 原因，我想将它们保留为值类型而不是引用类型。

编辑1：

我想要的预期用途是：

Position pos = new Position(x, y);
int bit1 = pos.GetBit(); // or
int bit2 = Position.bit; // both should be possible

Answer 1

我的建议是不要尝试使用继承。

任何结构都是可能的有效组件，例如：

struct Position
{
    public int X, Y;

    public Position(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

现在，您仍然可以使用 Component<T> 作为 int 字典 (Dictionary<Type, int>) 的类型。虽然，我将以最少的更改来完成这项工作：

internal static class ComponentBit
{
    public static int bitCounter = 0;

};

public static class Component<T>
{
    public static readonly int bit; // This is static, it has a value per type T

    static Component()
    {
        bit = ComponentBit.bitCounter++;
    }

    public static int GetBit()
    {
        // This method only accesses static members, it can be static
        // Thus, no instance of T is needed
        return bit;
    }
}

你会像这样使用它：

Position pos = new Position(x, y);
int bit1 = Component<Position>.GetBit();
int bit2 = Component<Position>.bit;

不知道你为什么要用两种方法来做这件事，但你去吧。

好吧，现在我将自由地做更大的改变......考虑到这一点，如果你想要类型推断，你可以这样做：

public static class Component
{
    internal static int bitCounter = 0;

    public static int GetBit<T>()
        where T : struct // We only accept structs here
    {
        return Component<T>.bit;
    }

    public static int GetBit<T>(this ref T value)
        where T : struct // We only accept structs here
    {
        // This is an extension method.
        // It will appear as a method on any valid T (which is all structs)
        // The type T will be infered from the instance.
        // Passing the struct as a reference to avoid a copy
        _ = value; // discard value
        return GetBit<T>();
    }
};

internal static class Component<T>
    where T : struct // We only accept structs here
{
    internal static readonly int bit;

    static Component()
    {
        bit = Component.bitCounter++;
    }
}

用法：

var pos = new Position(x, y);
var bit1 = Component.GetBit<Position>();
var bit2 = pos.GetBit();

是的，以上代码编译运行。在 SharpLab.

中查看

注意：我会考虑在 Component 中嵌套 Component<T>。

具有结构的 ECS 中的组件实现

Component Implementation in a ECS with structs

c#

generics

static-members

entity-component-system