initial archetype storage structure
parent
4ef7cb4302
commit
40d2bf87ba
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@ -0,0 +1,22 @@
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using System.Collections.Generic;
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namespace MoonTools.ECS.Rev2
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{
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public class Archetype
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{
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public ArchetypeSignature Signature;
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public ArchetypeId Id { get; private set; }
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/* FIXME: make this native memory too */
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public List<Column> Components = new List<Column>();
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public Dictionary<ComponentId, ArchetypeEdge> Edges = new Dictionary<ComponentId, ArchetypeEdge>();
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public int Count;
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public Archetype(ArchetypeId id, ArchetypeSignature signature)
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{
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Id = id;
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|
Signature = signature;
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||||||
|
Count = 0;
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}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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@ -0,0 +1,4 @@
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namespace MoonTools.ECS.Rev2
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{
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public readonly record struct ArchetypeEdge(Archetype Add, Archetype Remove);
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|
}
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@ -0,0 +1,4 @@
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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||||||
|
{
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|
public readonly record struct ArchetypeId(int Id) : IHasId;
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|
}
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@ -0,0 +1,4 @@
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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|
{
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|
public readonly record struct ArchetypeRecord(int ColumnIndex);
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|
}
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@ -0,0 +1,82 @@
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using System;
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using System.Collections.Generic;
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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{
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public class ArchetypeSignature : IEquatable<ArchetypeSignature>
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{
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public static ArchetypeSignature Empty = new ArchetypeSignature(0);
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List<int> Ids;
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public int Count => Ids.Count;
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public ComponentId this[int i] => new ComponentId(Ids[i]);
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public ArchetypeSignature()
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{
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|
Ids = new List<int>();
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|
}
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public ArchetypeSignature(int capacity)
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{
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Ids = new List<int>(capacity);
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|
}
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// Maintains sorted order
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public void Insert(ComponentId componentId)
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{
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var index = Ids.BinarySearch(componentId.Id);
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if (index < 0)
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{
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|
Ids.Insert(~index, componentId.Id);
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|
}
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|
}
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public void CopyTo(ArchetypeSignature other)
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{
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other.Ids.AddRange(Ids);
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|
}
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public override bool Equals(object? obj)
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{
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return obj is ArchetypeSignature signature && Equals(signature);
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|
}
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public bool Equals(ArchetypeSignature? other)
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{
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if (other == null)
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|
{
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|
return false;
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|
}
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|
if (Ids.Count != other.Ids.Count)
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|
{
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|
return false;
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|
}
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||||||
|
for (int i = 0; i < Ids.Count; i += 1)
|
||||||
|
{
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||||||
|
if (Ids[i] != other.Ids[i])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return false;
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|
}
|
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|
}
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|
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|
return true;
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|
}
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|
public override int GetHashCode()
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{
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var hashcode = 1;
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foreach (var id in Ids)
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{
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hashcode = HashCode.Combine(hashcode, id);
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|
}
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||||||
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|
return hashcode;
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|
}
|
||||||
|
}
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|
}
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@ -0,0 +1,63 @@
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|
using System.Runtime.CompilerServices;
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|
using System.Runtime.InteropServices;
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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|
{
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public unsafe class Column
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|
{
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public nint Elements;
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public int ElementSize;
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public int Count;
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public int Capacity;
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public static Column Create<T>() where T : unmanaged
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{
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|
return new Column(Unsafe.SizeOf<T>());
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|
}
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|
private Column(int elementSize)
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|
{
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|
Capacity = 16;
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|
Count = 0;
|
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|
ElementSize = elementSize;
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|
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||||||
|
Elements = (nint) NativeMemory.Alloc((nuint) (ElementSize * Capacity));
|
||||||
|
}
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||||||
|
private void Resize()
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|
{
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|
Capacity *= 2;
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|
Elements = (nint) NativeMemory.Realloc((void*) Elements, (nuint) (ElementSize * Capacity));
|
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|
}
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public void Delete(int index)
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{
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if (Count > 1)
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|
{
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||||||
|
NativeMemory.Copy(
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|
(void*) (Elements + ((Count - 1) * ElementSize)),
|
||||||
|
(void*) (Elements + (index * ElementSize)),
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|
(nuint) ElementSize
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||||||
|
);
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|
}
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|
Count -= 1;
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|
}
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|
public void CopyToEnd(int index, Column other)
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{
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if (other.Count >= other.Capacity)
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|
{
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|
other.Resize();
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|
}
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||||||
|
|
||||||
|
NativeMemory.Copy(
|
||||||
|
(void*) (Elements + (index * ElementSize)),
|
||||||
|
(void*) (other.Elements + (other.Count * ElementSize)),
|
||||||
|
(nuint) ElementSize
|
||||||
|
);
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||||||
|
|
||||||
|
other.Count += 1;
|
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|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||||
|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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|
{
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|
public readonly record struct ComponentId(int Id) : IHasId;
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||||||
|
}
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|
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||||
|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
|
||||||
|
{
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||||||
|
public readonly record struct EntityId(int Id) : IHasId;
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,6 @@
|
||||||
|
namespace MoonTools.ECS.Rev2;
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||||||
|
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|
public interface IHasId
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|
{
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|
public int Id { get; init; }
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|
}
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@ -0,0 +1,26 @@
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|
using System.Collections.Generic;
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
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|
{
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public class IdAssigner<T> where T : struct, IHasId
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|
{
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|
int Next;
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|
Queue<int> AvailableIds = new Queue<int>();
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public T Assign()
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|
{
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||||||
|
if (!AvailableIds.TryDequeue(out var id))
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||||||
|
{
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||||||
|
id = Next;
|
||||||
|
Next += 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return new T { Id = id };
|
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|
}
|
||||||
|
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public void Unassign(T idHaver)
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|
{
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||||||
|
AvailableIds.Enqueue(idHaver.Id);
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|
}
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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|
@ -0,0 +1,4 @@
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|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
|
||||||
|
{
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||||||
|
public readonly record struct Record(Archetype Archetype, int Row);
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,148 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace MoonTools.ECS.Rev2
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class World
|
||||||
|
{
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||||||
|
// Lookup from ArchetypeSignature to Archetype
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||||||
|
Dictionary<ArchetypeSignature, Archetype> ArchetypeIndex = new Dictionary<ArchetypeSignature, Archetype>();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Going from EntityId to Archetype and storage row
|
||||||
|
Dictionary<EntityId, Record> EntityIndex = new Dictionary<EntityId, Record>();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Going from ComponentId to an Archetype storage column
|
||||||
|
Dictionary<ComponentId, Dictionary<ArchetypeId, ArchetypeRecord>> ComponentIndex = new Dictionary<ComponentId, Dictionary<ArchetypeId, ArchetypeRecord>>();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Get ComponentId from a Type
|
||||||
|
Dictionary<Type, ComponentId> TypeToComponentId = new Dictionary<Type, ComponentId>();
|
||||||
|
|
||||||
|
// ID Management
|
||||||
|
IdAssigner<ArchetypeId> ArchetypeIdAssigner = new IdAssigner<ArchetypeId>();
|
||||||
|
IdAssigner<EntityId> EntityIdAssigner = new IdAssigner<EntityId>();
|
||||||
|
IdAssigner<ComponentId> ComponentIdAssigner = new IdAssigner<ComponentId>();
|
||||||
|
|
||||||
|
public World()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Create the Empty Archetype
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||||||
|
CreateArchetype(ArchetypeSignature.Empty);
|
||||||
|
}
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|
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|
private Archetype CreateArchetype(ArchetypeSignature signature)
|
||||||
|
{
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||||||
|
var archetypeId = ArchetypeIdAssigner.Assign();
|
||||||
|
var archetype = new Archetype(archetypeId, signature);
|
||||||
|
ArchetypeIndex.Add(signature, archetype);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < signature.Count; i += 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var componentId = signature[i];
|
||||||
|
ComponentIndex[componentId].Add(archetypeId, new ArchetypeRecord(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return archetype;
|
||||||
|
}
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public EntityId CreateEntity()
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{
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|
var entityId = EntityIdAssigner.Assign();
|
||||||
|
var emptyArchetype = ArchetypeIndex[ArchetypeSignature.Empty];
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||||||
|
EntityIndex.Add(entityId, new Record(emptyArchetype, 0));
|
||||||
|
return entityId;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
// FIXME: would be much more efficient to do all this at load time somehow
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|
private void RegisterComponentId(ComponentId componentId)
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|
{
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||||||
|
ComponentIndex.Add(componentId, new Dictionary<ArchetypeId, ArchetypeRecord>());
|
||||||
|
}
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|
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|
public ComponentId GetComponentId<T>() where T : unmanaged
|
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|
{
|
||||||
|
if (!TypeToComponentId.TryGetValue(typeof(T), out var componentId))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
componentId = ComponentIdAssigner.Assign();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return componentId;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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|
public bool HasComponent<T>(EntityId entityId) where T : unmanaged
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|
{
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||||||
|
var componentId = GetComponentId<T>();
|
||||||
|
|
||||||
|
var record = EntityIndex[entityId];
|
||||||
|
var archetypes = ComponentIndex[componentId];
|
||||||
|
return archetypes.ContainsKey(record.Archetype.Id);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public unsafe T GetComponent<T>(EntityId entityId) where T : unmanaged
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var componentId = GetComponentId<T>();
|
||||||
|
|
||||||
|
var record = EntityIndex[entityId];
|
||||||
|
var archetype = record.Archetype;
|
||||||
|
|
||||||
|
var archetypes = ComponentIndex[componentId];
|
||||||
|
if (!archetypes.ContainsKey(archetype.Id))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return default; // FIXME: maybe throw in debug mode?
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
var archetypeRecord = archetypes[archetype.Id];
|
||||||
|
var column = archetype.Components[archetypeRecord.ColumnIndex];
|
||||||
|
|
||||||
|
return ((T*) column.Elements)[record.Row];
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
public void AddComponent<T>(EntityId entityId, T component) where T : unmanaged
|
||||||
|
{
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||||||
|
Archetype? nextArchetype;
|
||||||
|
|
||||||
|
var componentId = GetComponentId<T>();
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|
|
||||||
|
var record = EntityIndex[entityId];
|
||||||
|
var archetype = record.Archetype;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (archetype.Edges.TryGetValue(componentId, out var edge))
|
||||||
|
{
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|
nextArchetype = edge.Add;
|
||||||
|
}
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||||||
|
else
|
||||||
|
{
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||||||
|
// FIXME: pool the signatures
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||||||
|
var nextSignature = new ArchetypeSignature(archetype.Signature.Count + 1);
|
||||||
|
archetype.Signature.CopyTo(nextSignature);
|
||||||
|
nextSignature.Insert(componentId);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!ArchetypeIndex.TryGetValue(nextSignature, out nextArchetype))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nextArchetype = CreateArchetype(nextSignature);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
var newEdge = new ArchetypeEdge(archetype, nextArchetype);
|
||||||
|
archetype.Edges.Add(componentId, newEdge);
|
||||||
|
nextArchetype.Edges.Add(componentId, newEdge);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MoveEntity(entityId, record.Row, archetype, nextArchetype);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void MoveEntity(EntityId entityId, int row, Archetype from, Archetype to)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < from.Components.Count; i += 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var componentId = from.Signature[i];
|
||||||
|
var destinationColumnIndex = ComponentIndex[componentId][to.Id].ColumnIndex;
|
||||||
|
|
||||||
|
from.Components[i].CopyToEnd(row, to.Components[destinationColumnIndex]);
|
||||||
|
from.Components[i].Delete(row);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
EntityIndex[entityId] = new Record(to, to.Count);
|
||||||
|
|
||||||
|
to.Count += 1;
|
||||||
|
from.Count -= 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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