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Godot 4 ECS实体组件系统模式，包含组件化设计、数据与逻辑分离、组件通信。
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Basé sur la classification professionnelle SOC
| name | godot-ecs-component |
| description | Godot 4 ECS实体组件系统模式，包含组件化设计、数据与逻辑分离、组件通信。 |
ECS（Entity Component System）是一种面向数据的架构模式，将游戏对象拆分为 Entity（实体）、Component（组件）和 System（系统）三个部分。在 Godot 中，我们通过组合 Node 和 Resource 实现 ECS 模式。
┌─────────────────────────────────────────┐
│ Entity (Node) │
│ - 角色节点、敌人节点、可交互对象 │
├─────────────────────────────────────────┤
│ Component (Node) │
│ - HealthComponent、BuffComponent │
│ - 可挂载到任意 Entity 上 │
├─────────────────────────────────────────┤
│ Data (Resource) │
│ - HealthData、WeaponData │
│ - 可序列化、便于保存和复用 │
└─────────────────────────────────────────┘
# health_component.gd
class_name HealthComponent
extends Node
signal health_changed(current: int, maximum: int)
signal damaged(amount: int, source: Node)
signal healed(amount: int)
signal died
@export var max_health: int = 100
@export var invincibility_time: float = 0.0
var current_health: int:
set(value):
var old := current_health
current_health = clampi(value, 0, max_health)
if current_health != old:
health_changed.emit(current_health, max_health)
var _invincible: bool = false
func _ready() -> void:
current_health = max_health
func take_damage(amount: int, source: Node = null) -> int:
if _invincible or current_health <= 0:
return 0
var actual := mini(amount, current_health)
current_health -= actual
damaged.emit(actual, source)
if current_health <= 0:
died.emit()
elif invincibility_time > 0:
_start_invincibility()
return actual
func heal(amount: int) -> int:
var actual := mini(amount, max_health - current_health)
current_health += actual
if actual > 0:
healed.emit(actual)
return actual
func _start_invincibility() -> void:
_invincible = true
await get_tree().create_timer(invincibility_time).timeout
_invincible = false
# hitbox_component.gd
class_name HitboxComponent
extends Area2D
signal hit(hurtbox: HurtboxComponent)
@export var damage: int = 10
@export var knockback_force: float = 200.0
var owner_node: Node
func _ready() -> void:
owner_node = get_parent()
area_entered.connect(_on_area_entered)
func _on_area_entered(area: Area2D) -> void:
if area is HurtboxComponent:
var hurtbox := area as HurtboxComponent
if hurtbox.owner_node != owner_node:
hit.emit(hurtbox)
hurtbox.receive_hit(self)
# hurtbox_component.gd
class_name HurtboxComponent
extends Area2D
signal hurt(hitbox: HitboxComponent)
@export var health_component: HealthComponent
var owner_node: Node
func _ready() -> void:
owner_node = get_parent()
func receive_hit(hitbox: HitboxComponent) -> void:
hurt.emit(hitbox)
if health_component:
health_component.take_damage(hitbox.damage, hitbox.owner_node)
Player (CharacterBody2D)
├── HealthComponent
│ └── (接收伤害，管理生命值)
├── HitboxComponent
│ └── (检测攻击，发送伤害)
├── HurtboxComponent
│ └── (接收伤害，触发健康组件)
├── BuffComponent
│ └── (管理增益/减益效果)
└── InventoryComponent
└── (管理物品栏)
| 原则 | 说明 |
|---|---|
| 单一职责 | 每个组件只负责一个功能 |
| 松耦合 | 组件通过信号通信，不直接依赖 |
| 可复用 | 同一组件可挂载到不同实体 |
| 数据分离 | 数据存储在 Resource 中 |
# weapon_data.gd
class_name WeaponData
extends Resource
@export var name: StringName
@export var damage: int
@export var attack_speed: float
@export var range: float
@export_multiline var description: String
@export var icon: Texture2D
@export var projectile_scene: PackedScene
@export var sound_attack: AudioStream
# character_stats.gd
class_name CharacterStats
extends Resource
signal stat_changed(stat_name: StringName, new_value: float)
@export var max_health: float = 100.0
@export var attack: float = 10.0
@export var defense: float = 5.0
@export var speed: float = 200.0
var _current_health: float
func _init() -> void:
_current_health = max_health
func get_current_health() -> float:
return _current_health
func take_damage(amount: float) -> float:
var actual_damage := maxf(amount - defense, 1.0)
_current_health = maxf(_current_health - actual_damage, 0.0)
stat_changed.emit("health", _current_health)
return actual_damage
func duplicate_for_runtime() -> CharacterStats:
var copy := duplicate() as CharacterStats
copy._current_health = copy.max_health
return copy
| 模式 | 应用场景 |
|---|---|
| 组合模式 | Entity 通过组合组件构建 |
| 观察者模式 | 组件通过信号解耦通信 |
| 资源模式 | 数据存储在 Resource 中便于序列化 |
| 外观模式 | Entity 提供统一接口访问组件 |
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