Unity的C#编程教程_52_类 Class 详解及应用练习

2020 年 10 月 4 日
AI
C/C++/C#

C# Classes for Behaviours
Custom Classes
1. Custom Classes
2. Serialized Custom Class RPG Item Database Example
3. When and Why to Use Custom Classes
Challenge: Customer Database
Custom Class – RPG Spell System Presentation

C# Classes for Behaviours

我们在 unity 中新建一个 C# 脚本，都会生成一个默认的 Class：public class Test : MonoBehaviour ，这个类继承于 MonoBehaviour 这个基类，这样的脚本可以挂载到游戏对象下面。
而 Class 是面向对象编程的核心，这会让我们的程序模块化，更清晰，更容易理解
- 比如我们可以有一个脚本挂载在 Player 这个游戏对象下面，控制 Player 的各种运动
- 同时有一个脚本挂载在 arrow 下面，控制玩家发射的弓箭运动
- 这些脚本都需要继承于 MonoBehaviour
当然我们也可以有不继承于 MonoBehaviour 的 Class
对于一个 Class 下面，我们也可以利用 Methods 用于区分不同的功能
- 比如对于 Player 控制的类
- 我们可以有一个方法用于控制移动
- 还可以有一个方法控制发射弓箭
- 还可以有个方法控制升级和能力提升，等等
- 而在 Update 这个主要的方法中，只需要在需要的时候调用对应的功能方法即可
- 便于管理代码，查询 bug

Custom Classes

1. Custom Classes

假设我们有一个射击游戏
- 我们可以获取不同的枪
- 这个时候，对于不同的枪，就不适合定义在 Player 的脚本下面
- 最好单独设计一个 Class 来存放不同的枪的定义

那么问题来了，如何定义一个 Class 呢？

首先我们要知道，这个 Class 下面需要涵盖哪些东西
- 比如枪的名字，攻击力，冷却时间，描述等
- 所以我们可以把这里的 Class 理解为一种整体的描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;


public class Weapon // 创建一个武器的类，这里不需要继承 MonoBehaviour
{
    public string name;
    public int attack;
    public float coolDown;
    public string description;
}


public class Player : MonoBehaviour
{

    public Weapon smallGun; // 创建一个变量，类型为武器
    public Weapon bigGun;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        smallGun = new Weapon(); // 实例化，即武器被实际创建出来
        smallGun.name = "Mini"; // 设定名字
        smallGun.attack = 2; // 攻击力
        smallGun.coolDown = 0.1f; // 冷却时间
        smallGun.description = "It's a small gun!"; // 描述

        bigGun = new Weapon()
        {
            name = "Bob",
            attack = 20,
            coolDown = 2.2f,
            description = "It's a very big gun!"
        }; // 也可以通过这种方式实例化的时候同时设定属性
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

注意，在 C# 中，也可以在一个 Class 中创建新的 Class。

上面的写法看起来还是比较复杂，我们还可以用构造函数使得写法更清晰明了：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;


public class Weapon // 创建一个武器的类，这里不需要继承 MonoBehaviour
{
    public string name;
    public int attack;
    public float coolDown;
    public string description;

    public Weapon(string name, int attack, float coolDown, string description)// 构造函数
    {
        this.name = name;
        this.attack = attack;
        this.coolDown = coolDown;
        this.description = description;
    }
}


public class Player : MonoBehaviour
{

    public Weapon smallGun; // 创建一个变量，类型为武器
    public Weapon bigGun;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        smallGun = new Weapon("Mini", 2, 0.1f, "It's a small gun!");
        // 实例化，并设定属性

        bigGun = new Weapon("Bob", 20, 2.2f, "It's a very big gun!");
        // 实例化，并设定属性

    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

构造函数，就是在实例化一个 Class 的时候运行的代码，注意构造函数的名字需要和 Class 的名字相同。

我们还可以直接调用显示相应的信息：Debug.Log(smallGun.name);

这样在游戏中，我们就可以换武器了！

2. Serialized Custom Class RPG Item Database Example

如何为一个 RPG 游戏创建一个道具的数据库
- 我们需要设计一个 Class 来定义 item
首先创建一个 C# 脚本，命名为 Item
- 这里可以把 : MonoBehaviour 删除，因为这个脚本不需要挂载到游戏对象下面
- 假设我们每个道具有 3 个属性：id，名字，描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Item
{
    public int id;
    public string name;
    public string description;

    public Item()
    {
        // 空的构造函数，用于初始化空的道具
        // 这里多个构造函数是允许的
        // 即我们实例化的时候会发现两种构造形式，一种不需要传入参数，一种需要 3 个参数
    }


    public Item(int id,string name,string description)
    {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.description = description;
    }
}

然后我们再创建一个 C# 脚本，命名为 ItemDatabase
- 这个 Class 是继承于 MonoBehaviour 的

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class ItemDatabase : MonoBehaviour
{


    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {

    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

再随便创建一个空的游戏对象，命名为 ItemDatabase
- 把 ItemDatabase 脚本挂载到这个游戏对象下面

现在我们想要创建一个道具：一把剑

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class ItemDatabase : MonoBehaviour
{

    public Item sword;
    public Item Axe;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        sword = new Item(0, "sword", "It's a sword");
        Axe = new Item(); // 由于有两种构造函数，这里可以选择先生成再赋值
        Axe.id = 1;
        Axe.name = "axe";
        Axe.description = "It's great!";

    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

我们也可以把创建道具的过程提取出来放置到一个函数中。

Unity 中还有一个特殊功能叫做 serialization，即可以让我们创建的 Class 在 inspector 中可见

需要在我们创建的 Class 前面加上语句：[System.Serializable]

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[System.Serializable]
public class Item
{
    public int id;
    public string name;
    public string description;

    public Item()
    {
        // 空的构造函数，用于初始化空的道具
        // 这里多个构造函数是允许的
        // 即我们实例化的时候会发现两种构造形式，一种不需要传入参数，一种需要 3 个参数
    }


    public Item(int id,string name,string description)
    {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.description = description;
    }
}

保存脚本后，进入 unity，可以看到 inspector 中的脚本组件下面已经显示了 sword 和 axe

这时候我们甚至可以直接在 inspector 中对不同的属性进行设定

这个时候我们可以有更加灵活的编写方式，修改 ItemDatabase 的脚本：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class ItemDatabase : MonoBehaviour
{

    public Item[] items;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {


    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

这个时候回到 unity 中，我们可以任意定义想要创建几个武器（比如20个），并输入每个武器的属性。

这里有个小技巧：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[System.Serializable]
public class Item
{
    
    public string name; // 把名字放在第一个属性
    public int id;
    public string description;
  	public Sprite icon; // 设定道具图标

    public Item()
    {
        // 空的构造函数，用于初始化空的道具
        // 这里多个构造函数是允许的
        // 即我们实例化的时候会发现两种构造形式，一种不需要传入参数，一种需要 3 个参数
    }


    public Item(int id,string name,string description)
    {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.description = description;
    }
}

如果我们把 name 放在第一个属性，那么进入 unity 中编辑每个 item 的名字，Element 2这样的编号就自动会变成 item 的名字！其实只要第一个属性是字符串就会有这样的效果，但是通常我们会将名字放在第一个位置，而不是描述或者其他的属性。

使用 public Sprite icon; 在 unity 中可以拖动赋值道具显示图标。

在脚本中，我们可以调取这些 unity 中设定的武器的具体信息：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class ItemDatabase : MonoBehaviour
{

    public Item[] items;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        Debug.Log(items[1].name); // 显示 1 号武器的名字

    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

3. When and Why to Use Custom Classes

为什么我们需要自己设计定制化的 Class 呢？
- 假设我们有一个 RPG 游戏，而我们创建了一个脚本 sword 来设定一个武器，比如还有其他 20 种武器，那我一共需要创建 21 个脚本来设定武器吗？除了武器还有其他道具，加起来上千种，那难道要创建上千个脚本文件吗？当然不是！
- 我们会发现，这些需要创建的武器也好，道具也好，都有很多的共同点，比如都有名字，都有一个描述，甚至有些游戏中都有一个价格，那就创建一个 Class 吧！
所以什么时候需要自己创建一个 Class 呢？
- 比如你制作个什么东西，发现有很多类似的东西需要制作，就像上面提到的武器，或者你要设计多种能力提升的光环，有的光环提升速度，有的提升攻击力，都可以考虑使用定制化 Class。
- 有比如像要创建敌人，各种小怪，包括 boss 大多数属性都是共同的，比如有血量，攻击力，攻击频率，攻击范围等，这时候也可以考虑写个 Class 定义 enemy。

Challenge: Customer Database

任务说明：
- 设计一个 database，用于存储角色信息
- 每个角色包含以下信息：名字，年龄，职业，攻击力，防御力，魔法值
- 这里需要设计两个 Class，一个是定义角色，一个是数据库

首先建立一个脚本，定义角色的类：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[System.Serializable]
public class Character // 记住这里不能继承 MonoBehaviour，否则会出错
{
    public string name;
    public int age;
    public string occupation;
    public int attack;
    public int defence;
    public int magic;

    public Character(string name,int age,string occupation,int attack, int defence, int magic) 
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.occupation = occupation;
        this.attack = attack;
        this.defence = defence;
        this.magic = magic;
    }
}

创建一个空的游戏对象，定义为 CharacterDatabase，在其下面挂载数据库脚本：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CharacterDatabase : MonoBehaviour
{

    public Character[] characters;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        foreach(var item in characters)
        {
            Debug.Log("Name: "+item.name+" Age: "+item.age);
            // 打印所有角色的名字和年龄

        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

在 unity 中将角色个数设定为 3，然后输入 3 个角色的属性。

运行游戏后，即可打印出这 3 个角色的名字和年龄。

Custom Class – RPG Spell System Presentation

任务说明：
- 设定一个 cube 当作魔法师，会运用各种魔法
- 魔法包括：名字，等级，伤害，熟练度
- 设计一个魔法升级系统，每使用一次魔法增加熟练度，熟练度到100即升级，增加伤害
- 魔法可以任意切换

创建一个魔法的类：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[System.Serializable]
public class Magic
{
    public string name; // 魔法名字
    public int level; // 魔法等级
    public int damage; // 魔法伤害
    public int exp; // 魔法熟练度

    public Magic(string name,int level, int damage,int exp)
    {
        this.name = name;
        this.level = level;
        this.damage = damage;
        this.exp = exp;
    }

    public void Cast() // 在该类下面设置一个释放魔法的方法
    {
        Debug.Log("Cast: " + name); // 释放魔法
    }
}

创建一个 cube 游戏对象，命名为 Magician，挂载一个同名的脚本：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Magician : MonoBehaviour
{

    public Magic[] magics;
    private int _id;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        magics = new Magic[3];
        magics[0] = new Magic("Fire", 1, 10, 0);
        magics[1] = new Magic("Ice", 1, 20, 0);
        magics[2] = new Magic("Wind", 1, 30, 0);

        _id = 0; //设置默认魔法
        Debug.Log("You are using: " + magics[_id].name);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Q))
        {
            _id = 0; // 按下 Q 切换到第一个魔法
            Debug.Log("You are using: " + magics[_id].name);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))
        {
            _id = 1; // 按下 W 切换到第二个魔法
            Debug.Log("You are using: " + magics[_id].name);
        }
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.E))
        {
            _id = 2; // 按下 E 切换到第三个魔法
            Debug.Log("You are using: " + magics[_id].name);
        }

        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            magics[_id].Cast(); // 释放魔法
            magics[_id].exp += 20; // 每次释放增加 20 点熟练度

            if (magics[_id].exp == 100) // 熟练度达到 100
            {
                magics[_id].level += 1; // 该魔法等级提升
                magics[_id].damage = magics[_id].damage * magics[_id].level; // 伤害提升
                magics[_id].exp = 0; // 熟练度回到 0
            }
        }
    }
}

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