Marcos Oliveira

Posted on Jun 5

Os 12 Melhores Entity Component System para C++

#cpp #gamedev #ecs #programming

Desenvolver seus jogos com mais escalabilidade, organização, desempenho e flexibilidade.

O padrão Entity Component System (ECS) é amplamente utilizado no desenvolvimento de jogos e aplicações com lógica modular, pois separa dados (componentes) de comportamentos (sistemas) e entidades (IDs).

Sua estrutura se resume em:

Entity (Entidade): apenas um ID (ex: Player = 1)
Component (Componente): dados puros (ex: Position, Velocity, Health)
System (Sistema): lógica que atua sobre entidades com certos componentes (ex: sistema de física usa Position e Velocity)

Vantagens:

Performance: acesso a dados contíguos na memória (cache-friendly)
Flexibilidade: adiciona/remove comportamentos sem herança ou ifs
Escalabilidade: fácil lidar com centenas/milhares de entidades
Organização: separa claramente dados e lógica

Exemplo simples:

struct Position { float x, y; };
struct Velocity { float dx, dy; };

for (auto entity : entities_with<Position, Velocity>()) {
    entity.Position.x += entity.Velocity.dx;
    entity.Position.y += entity.Velocity.dy;
}

Uso comum:

Simulações físicas
Sistemas de partículas
IA baseada em entidades

Abaixo, listamos os 12 melhores ECS em C++, com descrição, prós, contras, uso em projetos reais e links para os repositórios.

01. ecs.hpp

Biblioteca ECS de cabeçalho único (header-only), escrita em C++14. Extremamente simples de integrar e usar.

Prós:

Simples e leve
Fácil integração
Sem dependências externas

Contras:

Poucos recursos avançados
Sem multithreading ou otimizações de cache

Usos conhecidos: Projetos educacionais e jogos indie pequenos

02. ecst

ECS experimental, totalmente baseado em C++14, focado em performance e paralelismo em tempo de compilação.

Prós:

Paralelismo automático
Uso intensivo de metaprogramação
Otimização em tempo de compilação

Contras:

Complexo de usar
Pouca documentação
Não recomendado para iniciantes

Usos conhecidos: Demonstrativos acadêmicos de performance e benchmarks

03. EntityFu

ECS simples e eficiente, com foco em velocidade.

Prós:

Muito rápido
Código limpo e legível
Boa base para aprendizado

Contras:

Projeto inativo
Poucos exemplos e documentação escassa

Usos conhecidos: Jogos educacionais e protótipos

04. EntityPlus

ECS em C++14 com abordagem modular, ideal para jogos de médio porte.

Prós:

Estrutura clara
Design moderno
Simples de estender

Contras:

Pouca adoção
Falta de benchmarks públicos

Usos conhecidos: Jogos indie e experimentações pessoais

05. entityx

ECS maduro, bem estabelecido e usado em vários jogos.

Prós:

Ampla adoção
Bem testado e documentado
Simples de usar com suporte a eventos

Contras:

Não é o mais rápido
Poucas atualizações recentes

Usos conhecidos:

Cryptark (Alientrap)
Diversos jogos indie e engines personalizadas

06. entt

Um dos ECS mais populares e rápidos do mercado. Escrito em C++17.

Prós:

Extremamente rápido e otimizado
Suporte a multithreading, snapshots, eventos
Usado em engines reais

Contras:

Curva de aprendizado maior
C++17 mínimo requerido

Usos conhecidos:

Open 3D Engine (Amazon)
The Machinery Engine
Many custom engines

07. gaia-ecs

ECS baseado em arquétipos, altamente otimizado e moderno.

Prós:

Excelente cache locality
Alto desempenho
Design minimalista

Contras:

API ainda em maturação
Menor comunidade

Usos conhecidos: Engines próprias e experimentação

08. ginseng

ECS voltado para jogos, simples de usar, inspirado no uso prático.

Prós:

Interface clara
Fácil de entender e aplicar
C++11 compatível

Contras:

Sem suporte a recursos avançados
Projeto com pouca visibilidade

Usos conhecidos: Prototipagem de jogos

09. goomy

ECS extremamente pequeno e experimental.

Prós:

Código minimalista
Ideal para estudo do padrão ECS

Contras:

Não recomendado para produção
Falta recursos essenciais

Usos conhecidos: Pesquisa e aprendizado

10. kengine

Engine de jogos completa com arquitetura ECS integrada.

Prós:

Contém ferramentas além do ECS (render, scripting, etc)
ECS altamente personalizável
Modular

Contras:

Complexidade elevada
Pouca documentação externa

Usos conhecidos: Engine própria do autor para jogos em C++

11. matter

ECS moderno com suporte a C++17/20, foco em elegância e performance.

Prós:

Design conciso
Arquitetura moderna
Simples de integrar

Contras:

Comunidade pequena
Documentação poderia ser mais completa

Usos conhecidos: Engines em desenvolvimento próprio

12. mustache

ECS rápido, moderno e com sintaxe simples.

Prós:

Leve e rápido
Fácil de usar
C++ moderno

Contras:

Projeto relativamente novo
Pouco feedback da comunidade

Usos conhecidos: Pequenos jogos e protótipos

Se você busca:

Desempenho e produção: vá de entt ou Gaia-ECS
Simplicidade: ecs.hpp ou EntityFu
Multithreading e compile-time: ecst
Engine completa: Kengine

Bônus:

Feitos em conjunto com C

Flecs - http://github.com/SanderMertens/flecs
pico_ecs - https://github.com/empyreanx/pico_headers

Escolher o ECS certo depende do seu nível de experiência, escopo do projeto e requisitos de performance. Todos os projetos listados são open-source e disponíveis no GitHub para exploração e contribuição.