ECS架构以数据驱动为核心,实体为轻量ID、组件为连续存储的POD结构、系统按需批量处理组件。世界统一管理生命周期与调度,提升缓存友好性、多线程性能及内存局部性,适用于物理、AI等高性能场景。

核心思路:用数据驱动代替继承
实体不是类,而是ID;组件是纯数据结构;系统只关心自己需要的组件类型。这样避免深层继承、提升缓存友好性、方便多线程处理。
实体:用轻量ID代替对象
实体本质是一个唯一整数(比如uint32_t),不带逻辑、不存数据。可用稀疏集合或简单数组管理存活状态。
- 推荐用std::vector
或位图标记实体是否有效 - 避免指针或智能指针——实体销毁后ID可复用,指针会悬空
- 例如:using Entity = uint32_t;,0常作无效值
组件:无函数、无虚表、连续存储
每个组件是POD(Plain Old Data)结构,比如struct Transform { vec3 pos; quat rot; };。关键在内存布局:同类组件必须连续存放。
- 用std::vector
单独存每种组件,按实体ID索引(需配套映射表) - 更高效做法是用SparseSet:内部维护两个数组(dense用于快速遍历,sparse用于O(1)查ID→索引)
- 禁止在组件里放std::string、std::vector等堆分配成员(破坏连续性)
系统:按需查询组件,批量处理
系统不持有实体或组件,只在运行时从世界(World)中获取所需组件视图。例如渲染系统只需Transform和Mesh,就只遍历同时拥有这两者的实体。
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- 用std::tuple或模板参数包声明系统依赖的组件类型
- 遍历时用for (auto& [t, m] : world.view
()) (类似entt的写法) - 系统更新函数内避免分支和虚调用,专注数据计算——这对SIMD和缓存预取友好
世界(World):统一调度中心
它持有所有组件存储、实体生命周期管理、系统注册与执行逻辑。不暴露内部细节,只提供create_entity()、emplace
- 添加组件时,自动检查实体是否存在,不存在则创建
- 删除实体时,遍历所有组件池,清理对应位置(或打标记延迟回收)
- 系统执行顺序由用户显式控制(如world.run_systems({Physics, Render}))










