我需要在 C++ 中构思一个高效的粒子系统，它可以处理大量粒子并施加力。
以下是要求：
动态地高效地创建和销毁大量粒子和力。
粒子存储 x/y/z 位置和速度、质量、空气摩擦力以及可能的其他一些其他属性。
粒子不需要扩展（没有继承图）。
力是多态对象，主要有一个 getAcceleration() 虚拟方法。
可以对一个粒子施加多个力或不施加力。
一种力只作用于一个粒子，当这个粒子死亡时，力就没有意义了，应该删除。
一个力可以涉及多个粒子（包括它所施加的那个）。
当一个粒子死亡（被移除）时，涉及它的力可能也会也可能不会死亡，具体取决于力的类型。
引擎必须能够在每一帧迭代所有粒子和所有力才能执行计算
我想要一个漂亮而清晰的对象模型，以便它可以很好地维护和扩展。
附加信息：
可以显示力（在屏幕上绘制小箭头），因此将它们建模为真实对象可能会很好。
粒子通常由“物理对象”创建，该对象创建一个或多个粒子（对它们施加力）并且可以随时移除它们（如果物理对象变得不动，如果它离开屏幕，或任何原因） .
（请注意，力不仅是由“物理对象”产生的。）
到目前为止，我已经完成了一个尝试最小化动态分配的草案，因为它们很慢，并且粒子可能每秒都会大量出现和死亡。
#include <vector>
typedef double nb_t;
struct Particle {
nb_t x, y;
nb_t sx, sy;
nb_t mass;
nb_t air_friction;
};
class Force {
public:
virtual nb_t get_x_component() = 0;
virtual nb_t get_y_component() = 0;
virtual ~Force() = 0;
};
class Engine {
protected:
std::vector<Particle> particles;
std::vector<Force*> forces;
public:
void refresh();
void addParticle(Particle& p);
void removeParticle(int index);
// ...
};
但是，粒子的所有者（或者更确切地说，它的创造者，物理对象）应该如何跟踪它的粒子，并能够命令它们移除呢？
我认为智能指针可能很有用，但我不确定引用计数是否合适，因为应该立即从内存中删除一个死掉的粒子以让其他粒子被分配。
另外，是否有一个 STL 容器可以将我的对象存储在一个数组中（就像向量一样），而不考虑顺序（unordered_vector？），但这会放置最后一个元素而不是我们尝试删除的元素，所以元素删除不需要翻译以下所有元素？