理解 元件-實體-系統 （ECS \CES）遊戲程式設計模型
一般來說，我們實現遊戲實體都是採用面向物件的方法進行程式設計。每一個實體都是一個物件，並且需要一個基於類的例項化系統，允許實體通過多型來擴充套件。但是，這樣的方法，往往導致系統中出現大量的類，造成類爆炸的情況出現。隨著新的實體出現，我們發現很難在類繼承圖中新增新的實體，特別是當這個實體需要很多不同型別的功能的時候。你可以看下下面的一個簡單的類圖繼承。一個靜態的敵人，並不能夠很好的繼承出來。
為了解決這樣的問題，遊戲開發人員想出了通過組合而不是繼承的方法來進行實體的構建。一個實體，就是一群元件的聚合，通過這樣的方式，它具有以下面向物件方法所不具有的好處:
1.容易新增新的複雜的實體型別
2.容易定義新的實體資料
3.更加的高效率
下面是如何實現實體的一種方式。注意，這裡的元件都是純粹的資料，沒有任何的方法，在下面會詳細解釋為什麼這麼做。
元件
一個元件可以使用C中的結構體來進行設計。它沒有方法，只是用來儲存一些資料，並不在它之上進行動作。一個經典的實現方式是，每一個不同的元件都繼承至一個抽象的Componet類，通過這樣的方法我們能夠在執行時動態的新增元件，識別元件。每一個元件都描述了實體的某個屬性特徵。當他們單獨存在的時候，實際上是沒有任何意義的，但是當多個元件通過系統的方式組織在一起，就能夠發揮強大的力量。我們可以使用空的元件來對實體進行標記，從而能夠在執行時動態的識別它。
例子
- Position(x,y)
- Velocity(x,y)
- Physics(body)
- Sprite(images, animations)
- Heath(value)
- Character(name, level)
- Player(empty)
實體
一個實體指的是存在於你的遊戲世界中的物體。實體在程式碼上就是一個元件的列表。由於實體的結構實在是太簡單了，所以很多實現都沒有專門的設計一個實體的資料結構。相反的，一個實體就是一個ID，所有組成這個實體的元件將會被這個ID給標記，從而明確的知道哪些元件是屬於哪個實體的。如果你想的話，你可以在執行時，動態的將元件從實體中移除或者增加一個或多個你感興趣的元件。比如說，如果玩家發出了一個冰系魔法，將敵人凍住，你只要簡單的將它的速度元件移除，那麼敵人就靜止住了。
例子
- Rock(Position, Sprite)
- Crate(Position,Sprite,Health)
- Sign(Position,Sprite,Text)
- Ball(Position,Velocity,Physics,Sprite)
- Enemy(Position,Velocity,Sprite,Character,Input,AI)
- Player(Position,Velocity,Sprite,Character,Input,Player)
系統
注意，我在上面沒有提到任何和遊戲邏輯相關的話題。遊戲邏輯是系統需要進行的工作。一個系統就是對所有相關聯的元件記性操作，比如說，同一個實體的元件。舉個例子，人物的移動系統可能會對位置(Position)，速度(Velocity)，碰撞(Collider)，和輸入(Input)進行操作。每一個系統，都會在每一幀中按照邏輯上的順序進行更新。如果要讓一個角色跳起來，我們只要檢測下Input中的keyJump按鍵是否被按下，如果是，那麼系統就會檢視下載Collider中是否有一個接觸了地面，如果是，就將這個實體的Velocity的y速度設定一下，讓這個物體跳起來。
由於系統只會對相關聯的元件進行操作，所以元件就定義了一個實體所應該具有的行為。比如說，如果一個實體有一個Position元件，但是沒有Velocity元件，那麼我們就知道，這個物體是靜止不動的，系統就不會對這個實體的Position元件進行操作了。當我們對這個實體增加了一個Velocity元件的時候，系統就會使用Velocity元件來對物體進行移動。這樣的行為可以使用被標記的元件來進行，被標記的元件能夠重複的使用在不同的上下文中。對一個實體，增加一個空的Player元件，將會為這個實體打上了Player的標籤，那麼PlayerControl系統，就會尋找帶有這個標籤的所有元件，然後使用Input中的資料，進行操作。
例子
- Movememt(Position, Velocity) - 將速度增加到位置上去
- Gravity (Velocity) - 使用重力來對速度進行加速
- Render(Position, Sprite) - 繪製精靈
- PlayerControl(Input, Player) - 更具Input中的資料控制Player
- BotControl(Input, AI) - 更具AI代理和輸入的資料控制
結論
使用了CES系統之後，我們就可以避免使用大量的類了。實體就是你遊戲中存在的物體，它隱式的使用一系列的元件進行定義，這些元件都是純粹的資料，只有系統才能夠操作他們。
我希望我已經成功的向您解釋了什麼是CES系統，並且你有慾望在自己接下來的專案中試試這個系統的效果。如果你有任何關於本片文章的疑問，很感謝你在後面留下你的問題。