3D Game Programming & Design

An Introduction to Game Engine and OO Design Patterns

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附录 X3-07、方法扩展、Lambda 表达式

1、类方法的扩展

1.1 初识类扩展

你可能觉得 C# 的 Random 类提供的方法不够用。如果想提供一些特殊随机数产生方法，你可以用以下方法扩展它：

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

public static class extend_method_test{
        //This is Extened Method, The first parameter beging with (this Type name, args)
        public static bool NextBool(this System.Random random)
        {
                return random.NextDouble() > 0.5;
        }
}

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour {
        // Use this for initialization
        void Start () {
                System.Random rand = new System.Random();
                print (rand.NextBool ());
        }

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

        }
}

扩展方法必须是静态类中的静态方法，它们的第一个参数指定该方法作用于哪个类型，并且该参数以 this 修饰符为前缀。cs 编译器会自动将该方法编译到该类的方法表中。

1.2 扩展方法的应用

当你需要对 C# 或 unity 的类做一些共性的扩展时，你仅需要将这些静态类的 cs 文件拖入项目编译。

一些常见的扩展方法应用。具体参考：c# 扩展方法奇思妙用

使用 继承机制 与 扩展方法机制 各有哪些优缺点？

2、Lambda 表达式

2.1 Lambda 表达式案例

lambda 表达式 是一个匿名函数，在 C# 中使用它来创建 delegates 或 expression tree 类型。通过使用 lambda 表达式，可以编写可作为参数传递或作为函数调用的值返回的本地函数。Lambda 表达式对编写 LINQ 查询表达式特别有用。

要创建一个lambda表达式，可以在lambda运算符左侧指定输入参数（如果有的话）=>，然后将表达式或语句块放在另一侧。例如，lambda 表达式 x => x * x 指定一个已命名的参数 x 并返回 x 平方值。您可以将此表达式分配给委托类型，如以下示例所示：

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

public delegate int del(int i); //define delegate type

public class LambdaTest : MonoBehaviour {

	// Use this for initialization
	void Start () {
		del myDelegate = x => x * x;  //define anonymous function
		int j = myDelegate(5); //j = 25
		print (j);
	}
}

2.2 Lambda 表达式语法

1、表达式 Lambdas

语法

(input-parameters) => expression

例如：

(x, y) => x == y

2、语句 Lambdas

语法

(input-parameters) => { statement; }

例如：

delegate void TestDelegate(string s);

TestDelegate del = n => { string s = n + " World"; 
                          Console.WriteLine(s); };

通用代理与泛型

每次都定义代理多麻烦！ 微软定义了 Func 和 Action 及其泛型代理，例如：

public delegate void Action<in T1, in T2>(
	T1 arg1,
	T2 arg2
)

这样，一个简单的三元匿名函数可以表达为：

  Action<int, string, bool> sendToLog = 
    (value, description, doLog) => 
        {
            if (doLog) Debug.Log("Logging out " 
            + value + " and " 
            + description); 
        };

在 Unity 中典型应用场景如程序：

private IEnumerator waitThenCallback(float time, Action callback)
{
   yield return new WaitForSeconds(time);
   callback();
}

void Start()
{
  splashScreen.show();

  StartCoroutine(waitThenCallback(5, () => 
         { Debug.Log("Five seconds have passed!"); }));
}

函数回调 和 接口回调 的区别与联系？它们的适用场景？

更多参考微软手册 Anonymous Functions

3、DoTween Unity 引擎的实现原理

3.1 DoTween 简介

Dotween 是 Unity 2D 方法使用的运动引擎，用于动画编程。

它通过对 Unity 类扩展，实现了如下功能，官方实例：

// Move a transform to position 1,2,3 in 1 second
transform.DOMove(new Vector3(1,2,3), 1);
// Scale the Y of a transform to 3 in 1 second
transform.DOScaleY(3, 1);
// Pause a transform's tween
transform.DOPause();

现在的任务是运用学到的知识实现上述功能。好难？？？

3.2 DOMove 的实现思路

要实现 transform 类扩展，显然必须实现如下代码

public static class exciting_programming{

        public static Transform DoMove(this Transform transform, Vector3 target, float time)
        {
                //ToDo What?
                return transform;
        }
}

问题是如何实现 transform 的 update 呢？ 让我们来看一段代码：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public static class exciting_programming{

        // Construct a MonoBehaviour coroutine method ！！！
        public static IEnumerator DoMove(this MonoBehaviour mono, Transform trans, Vector3 target, float time) {
                for (float f = 1f; f >= 0; f -= 0.1f) {
                        //just like call update()
                        Debug.Log (f);
                        yield return null;
                }
        }

        public static Transform DoMove(this Transform transform, Vector3 target, float time)
        {
                MonoBehaviour mono = transform.GetComponents<MonoBehaviour> () [0];
                mono.StartCoroutine (mono.DoMove(transform, target, time));
                return transform;
        }
}

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour {
        // Use this for initialization
        void Start () {
                transform.DoMove (new Vector3 (0, 0, 0), 1.0f);
        }
}

神奇的 coroutine 啊，程序竟然正确打印出 10 个时间了， 请解释上述代码！

3.3 DOMove 的实现代码

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

public static class exciting_programming{

	public static IEnumerator DoMove(this MonoBehaviour mono, Transform trans, Vector3 target, float time, Action callback) {
		Vector3 distance = target - trans.position;
		for (float f = time; f >= 0.0f; f -= Time.deltaTime) {
			//just like call update()
			trans.Translate(distance * Time.deltaTime);
			//Debug.Log (Time.deltaTime);
			yield return null;
		};
		callback ();
	}

	public static Transform DoMove(this Transform transform, Vector3 target, float time)
	{
		MonoBehaviour mono = transform.GetComponents<MonoBehaviour> () [0];
		mono.StartCoroutine (mono.DoMove(transform, target, time, () => {
			MonoBehaviour.print("end of moving it!");
		}));
		return transform;
	}
}

public class DoMoveIt : MonoBehaviour {

	// Use this for initialization
	void Start () {
		transform.DoMove (new Vector3 (1.0f, 1.0f, 1.0f), 1.0f);
	}
	
	// Update is called once per frame
	void Update () {
		
	}
}

这个程序非常不错，使用了 方法扩展、协程、lambda 表达式 等技术。既然运动可以表达为协程，那么一个物体的运动如何管理起来？如果你做到了这一点，iTweent 的实现不是菜吗？

不知不觉间，你已拥有了做这样牛叉组件的能力，是不是有所感悟！