src/system.scm

   1 ;;; Gacela, a GNU Guile extension for fast games development
   2 ;;; Copyright (C) 2013 by Javier Sancho Fernandez <jsf at jsancho dot org>
   3 ;;;
   4 ;;; This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5 ;;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 ;;; the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7 ;;; (at your option) any later version.
   8 ;;;
   9 ;;; This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10 ;;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 ;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12 ;;; GNU General Public License for more details.
  13 ;;;
  14 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 ;;; along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16
  17
  18 (define-module (gacela system)
  19   #:use-module (ice-9 receive)
  20   #:use-module (srfi srfi-1)
  21   #:use-module (srfi srfi-9))
  22
  23
  24 ;;; Component definitions
  25
  26 (define (symbol-concatenate . args)
  27   (string->symbol
  28    (string-concatenate
  29     (map (lambda (a) (if (symbol? a) (symbol->string a) a)) args))))
  30
  31 (define-macro (define-component name . args)
  32   `(begin
  33      (use-modules (srfi srfi-9) (srfi srfi-9 gnu))
  34      (define-record-type ,name
  35        (,(symbol-concatenate "make-" name) ,@args)
  36        ,(symbol-concatenate name "?")
  37        ,@(map (lambda (a) (list a (symbol-concatenate name "-" a) (symbol-concatenate "set-" name "-" a "!"))) args))
  38      (set-record-type-printer! ,name
  39        (lambda (record port)
  40          (format port "#<[~a]" ',name)
  41          ,@(map (lambda (a) `(format port " ~a: ~a" ',a (,(symbol-concatenate name "-" a) record))) args)
  42          (format port ">")))
  43      ',name))
  44
  45 (define (export-component component)
  46   (let ((name (record-type-name component))
  47         (m (current-module)))
  48     (module-export! m (list
  49                        (symbol-concatenate "make-" name)
  50                        (symbol-concatenate name "?")))
  51     (for-each
  52      (lambda (a)
  53        (module-export! (current-module)
  54                        (list
  55                         (symbol-concatenate name "-" a)
  56                         (symbol-concatenate "set-" name "-" a "!"))))
  57      (record-type-fields component))))
  58
  59 (define (get-component-type component)
  60   (record-type-name (record-type-descriptor component)))
  61
  62 (export define-component
  63         export-component
  64         get-component-type)
  65
  66
  67 ;;; Entities and components
  68
  69 (define (normalize-components components)
  70   (map
  71    (lambda (c)
  72      (if (record? c)
  73          `(,(get-component-type c) . ,c)
  74          c))
  75    components))
  76
  77 (define (register-components entity components clist)
  78   (cond ((null? components) clist)
  79         (else
  80          (let* ((type (car components))
  81                 (elist (assoc-ref clist type)))
  82            (register-components entity (cdr components)
  83              (assoc-set! clist type
  84                (cond (elist
  85                       (lset-adjoin eq? elist entity))
  86                      (else
  87                       (list entity)))))))))
  88
  89 (define (unregister-components entity components clist)
  90   (cond ((null? components) clist)
  91         (else
  92          (let* ((type (car components))
  93                 (elist (lset-difference eq? (assoc-ref clist type) (list entity))))
  94            (unregister-components entity (cdr components)
  95              (cond ((null? elist)
  96                     (assoc-remove! clist type))
  97                    (else
  98                     (assoc-set! clist type elist))))))))
  99
 100 (define (new-entity . new-components)
 101   (lambda (entities components)
 102     (let ((key (gensym))
 103           (nc (normalize-components new-components)))
 104       (values
 105        (acons key nc entities)
 106        (register-components key
 107                             (map (lambda (c) (car c)) nc)
 108                             components)
 109        key))))
 110
 111 (define (remove-entity key)
 112   (lambda (entities components)
 113     (let ((clist (map (lambda (c) (car c)) (assoc-ref entities key))))
 114       (values
 115        (assoc-remove! entities key)
 116        (unregister-components key clist components)))))
 117
 118 (define (set-entity key . new-components)
 119   (lambda (entities components)
 120     (let* ((nc (normalize-components new-components))
 121            (clist (map (lambda (c) (car c)) (assoc-ref entities key)))
 122            (nclist (map (lambda (c) (car c)) nc)))
 123       (values
 124        (assoc-set! entities key nc)
 125        (register-components key (lset-difference eq? nclist clist)
 126                             (unregister-components key (lset-difference eq? clist nclist) components))))))
 127
 128 (define (set-entity-components key . new-components)
 129   (lambda (entities components)
 130     (let ((nc (normalize-components new-components))
 131           (clist (alist-copy (assoc-ref entities key))))
 132       (for-each
 133        (lambda (c)
 134          (assoc-set! clist (car c) (cdr c)))
 135        nc)
 136       (values
 137        (assoc-set! entities key clist)
 138        (register-components key (map (lambda (c) (car c)) nc) components)))))
 139
 140 (define (remove-entity-components key . old-components)
 141   (lambda (entities components)
 142     (let ((clist (alist-copy (assoc-ref entities key))))
 143       (for-each
 144        (lambda (c)
 145          (assoc-remove! clist c))
 146        old-components)
 147       (values
 148        (assoc-set! entities key clist)
 149        (unregister-components key old-components components)))))
 150
 151 (define (modify-entities changes entities components)
 152   (cond ((null? changes)
 153          (values entities components))
 154         (else
 155          (receive (e c) ((car changes) entities components)
 156            (modify-entities (cdr changes) e c)))))
 157
 158 (export new-entity
 159         remove-entity
 160         set-entity
 161         set-entity-components
 162         remove-entity-components
 163         modify-entities)
 164
 165
 166 ;;; Making systems
 167
 168 (define* (find-entities-by-components c t)
 169   (cond ((null? t) '())
 170         (else
 171          (let* ((e (assoc-ref c (car t)))
 172                 (e* (if e e '())))
 173            (cond ((null? (cdr t)) e*)
 174                  (else
 175                   (lset-intersection eq? e* (find-entities-by-components c (cdr t)))))))))
 176
 177
 178 (define (make-system component-types system-fun)
 179   (lambda (entities components)
 180     (let* ((e (find-entities-by-components components component-types))
 181            (e* (map (lambda (x) (assoc x entities)) e))
 182            (e** (map (lambda (x) (cons (car x) (filter (lambda (x) (memq (car x) component-types)) (cdr x)))) e*))
 183            (res (system-fun e**)))
 184       (lambda* (#:optional (entities2 #f) (components2 #f))
 185         (let ((e (if (and entities2 components2) entities2 entities))
 186               (c (if (and entities2 components2) components2 components)))
 187           (modify-entities res e c))))))
 188
 189
 190 (define (join-systems . systems)
 191   (lambda (entities components)
 192     (let run ((s systems) (e entities) (c components))
 193       (cond ((null? s)
 194              (values e c))
 195             (else
 196              (receive (e2 c2) (((car s) e c))
 197                (run (cdr s) e2 c2)))))))
 198
 199
 200 (define (threaded-systems . systems)
 201   (lambda (entities components)
 202     (let run-wait ((thd
 203                     (map
 204                      (lambda (s)
 205                        (call-with-new-thread
 206                         (lambda () (s entities components))))
 207                      systems))
 208                    (e entities) (c components))
 209       (cond ((null? thd)
 210              (values e c))
 211             (else
 212              (receive (e2 c2) ((join-thread (car thd)) e c)
 213                (run-wait (cdr thd) e2 c2)))))))
 214
 215
 216 (export find-entities-by-components
 217         make-system
 218         join-systems
 219         threaded-systems)