[C++] [ECS Archetype] 確保したメモリに実体を割り当てる方法が知りたい

質問内容

提示画像のComponent Data 部ですが現状はコンポーネントがお互い独立している状況での処理の作りになってしまい、あるコンポーネントが別のコンポーネントの参照がほしい場合や高速に移動する物体同士の当たり判定で少しずつ移動してお互いが当たるまでの座標を計算する場合等に対応していません。この状況に対処しつつかつキャッシュヒット率を上げるにはどうすればいいのでしょうか？

知りたこと

あるコンポーネントが別のコンポーネントの参照がほしい場合や高速に移動する物体同士の当たり判定で少しずつ移動してお互いが当たるまでの座標を計算する場合等に対応させるために、離れた場所のメモリを近くに移動させる?、などの方法などどうやって行うのでしょうか？確保したメモリに実体を割り当てる方法が知りたいです

現状

図のように独立したコンポーネントの場合のみ対応

考えたこと

下の図のようにお互いが独立している場合は図のようにシステムが処理をすればいいのですがあるコンポーネントが別のコンポーネントの参照が欲しい場合にその離れたメモリの場所に移動してしまうのでキャッシュヒット率が落ちるためやりたいこととは違います。

また、物理演算ではありませんが、高速に移動する物体同士の当たり判定を行う場合は低速に移動させてお互いが衝突するまで少しずつ処理を繰り返すと思うのですがその際も上と同じように離れたメモリに移動してしまうのでキャッシュヒット率が下がるのでやりたいこととは違います。

以下の提示コードのようにmemset()を使ってmalloc()で確保したメモリを利用した型で利用済みにすると考えたのですがこれはなんかやり方が違うと思います

ソースコード

cpp

1#include <iostream>2#include <bitset>3#include <string>4#include <tuple>5#include <typeinfo>6#include <vector>7#include <stdarg.h>8#include <stdlib.h>9#include <cstring>10 11class Component12{13public:14 Component()15 {16 17 }18private:19};20 21class Transform : public Component22{23public:24 Transform() : Component()25 {26 27 }28};29 30class SpriteRenderer : public Component31{32public:33 SpriteRenderer() : Component()34 {35 36 }37};38 39class BoxCollision : public Component40{41public:42 BoxCollision() : Component()43 {44 45 }46};47 48 49class Entity50{51public: 52 Entity()53 {54 55 }56};57 58class EntityManager 59{60public:61 EntityManager() {}62 63 64 void AddEntity() 65 {66 67 68 }69 70private:71 72 73};74 75struct Player_Archetype76{77 Transform transform;78 BoxCollision boxCollision;79 SpriteRenderer spriteRenderer;80};81 82 83struct Item_Archetype84{85 Transform transform;86 SpriteRenderer spriteRenderer;87};88 89char* data = (char*)malloc(sizeof(Player_Archetype) + sizeof(Item_Archetype) * 2);90 91int main() 92{93 memset(data,sizeof(Player_Archetype),data[0]);94 95 96 97 return 0;98}

図について

図はchatGDTの回答を元にしたECS Archetypeの関係図です
Coomponent Data にはコンポーネントの実体がメモリに連続して並んで格納されています。

関係図

ChatGDT 回答

ECS（Entity-Component-System）は、ゲーム開発やシミュレーションなどのコンピュータプログラムで使用されるアーキテクチャパターンです。このアーキテクチャでは、プログラム内のすべてのデータと振る舞いがエンティティ、コンポーネント、システムという3つの主要な概念に基づいて構成されます。 C++でECSアーキタイプを実装する場合、次のように概念を説明できます： エンティティ（Entity）: ゲーム内のオブジェクトやエンティティを表します。これは通常、識別子や一意のIDで表され、エンティティにはコンポーネントがアタッチされます。エンティティ自体は通常、データを持たず、単なる識別子です。 コンポーネント（Component）: エンティティの特性や振る舞いを定義する部品です。例えば、ゲーム内のエンティティが位置、速度、描画情報を持つ必要がある場合、それぞれの特性をコンポーネントとして定義します。C++では、これらのコンポーネントは通常、データ構造（クラスまたは構造体）として実装されます。 システム（System）: ゲーム内のロジックや振る舞いを処理するコンポーネントです。システムはエンティティにアタッチされたコンポーネントを操作し、ゲームの進行や振る舞いを制御します。C++でシステムを実装する際には、エンティティとそのコンポーネントに対して操作を行うためのコードを記述します。 ワールド（World）は、ECSアーキテクチャ内でこれらのエンティティ、コンポーネント、およびシステムが相互作用するコンテキストを指します。ワールドは通常、ゲームエンジンやアプリケーションの中心的な部分で、エンティティの生成、削除、コンポーネントの追加、システムの更新など、ECSアーキテクチャの要素を管理します。 C++でECSアーキタイプを実装する場合、ワールドはエンティティ、コンポーネント、システムの作成、管理、および相互作用を担当するクラスや構造体として実装されることがあります。ワールドは通常、ゲーム内のすべてのエンティティとそれらのコンポーネントを管理し、ゲームの進行を制御する中心的な要素です。