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【行为型之模板方法模式】游戏开发实战——Unity标准化流程与可扩展架构的核心实现

news 来源：原创 2025/6/28 13:13:09

文章目录

      • 🧩 模板方法模式（Template Method Pattern）深度解析
        • 一、模式本质与核心价值
        • 二、经典UML结构
        • 三、Unity实战代码（关卡流程系统）
          • 1. 定义抽象模板类
          • 2. 实现具体子类
          • 3. 客户端使用
        • 四、模式进阶技巧
          • 1. 钩子方法（Hook）
          • 2. 阶段状态控制
          • 3. 异步加载优化
        • 五、游戏开发典型应用场景
        • 六、性能优化策略
        • 七、模式对比与选择
        • 八、最佳实践原则
        • 九、常见问题解决方案

🧩 模板方法模式（Template Method Pattern）深度解析

——以Unity实现标准化游戏流程与灵活AI行为框架为核心案例

一、模式本质与核心价值

核心目标：
✅ 定义算法骨架，将某些步骤延迟到子类实现
✅ 复用算法结构，确保流程一致性
✅ 避免代码冗余，通过继承实现差异化

关键术语：

  • AbstractClass（抽象类）：定义模板方法和抽象操作
  • ConcreteClass（具体子类）：实现抽象操作的具体逻辑
  • Template Method（模板方法）：定义算法的步骤序列

数学表达：
设算法流程为：A → B → C → D
模板方法确保所有子类遵循此流程，但允许自定义B和C的实现

二、经典UML结构
«abstract»
GameLevel
+LoadLevel()
+Initialize()
+StartLevel()
+EndLevel()
+PlayLevel()
BossLevel
+Initialize()
+StartLevel()
+EndLevel()
PuzzleLevel
+Initialize()
+StartLevel()
+EndLevel()
三、Unity实战代码（关卡流程系统）
1. 定义抽象模板类
public abstract class GameLevel : MonoBehaviour {// 模板方法（不可重写）public sealed override IEnumerator PlayLevel() {LoadLevelAssets();yield return InitializeLevel();yield return StartLevelCore();yield return EndLevelProcess();Cleanup();}// 具体步骤（部分有默认实现）protected virtual void LoadLevelAssets() {Debug.Log("加载基础资源...");// 加载公共资源逻辑}protected abstract IEnumerator InitializeLevel();protected abstract IEnumerator StartLevelCore();protected virtual IEnumerator EndLevelProcess() {Debug.Log("执行默认结算流程...");yield return new WaitForSeconds(1);}protected virtual void Cleanup() {Debug.Log("清理临时资源...");}
}
2. 实现具体子类
// BOSS关卡
public class BossLevel : GameLevel {[SerializeField] private GameObject _bossPrefab;protected override IEnumerator InitializeLevel() {Debug.Log("生成BOSS...");Instantiate(_bossPrefab);yield return new WaitForSeconds(2);}protected override IEnumerator StartLevelCore() {Debug.Log("开始BOSS战！");// BOSS战斗逻辑yield return new WaitUntil(() => !IsBossAlive());}private bool IsBossAlive() {// 检测BOSS存活状态return true;}
}// 解谜关卡
public class PuzzleLevel : GameLevel {[SerializeField] private PuzzleSystem _puzzle;protected override IEnumerator InitializeLevel() {Debug.Log("初始化谜题组件...");_puzzle.ResetPuzzle();yield return null;}protected override IEnumerator StartLevelCore() {Debug.Log("启动谜题...");yield return new WaitUntil(() => _puzzle.IsSolved);}protected override IEnumerator EndLevelProcess() {yield return base.EndLevelProcess();Debug.Log("展示解谜奖励...");yield return new WaitForSeconds(2);}
}
3. 客户端使用
public class LevelManager : MonoBehaviour {[SerializeField] private GameLevel _currentLevel;void Start() {StartCoroutine(PlayCurrentLevel());}private IEnumerator PlayCurrentLevel() {yield return _currentLevel.PlayLevel();Debug.Log("关卡流程结束！");}public void SwitchLevel(GameLevel newLevel) {_currentLevel = newLevel;StartCoroutine(PlayCurrentLevel());}
}
四、模式进阶技巧
1. 钩子方法（Hook）
protected virtual bool ShouldSkipIntro() => false;public sealed override IEnumerator PlayLevel() {if(!ShouldSkipIntro()) {yield return PlayIntroAnimation();}// 后续流程...
}
2. 阶段状态控制
public abstract class GameLevel : MonoBehaviour {private enum LevelState { Loading, Initializing, Running, Ending }private LevelState _currentState;protected void SetState(LevelState newState) {_currentState = newState;OnStateChanged?.Invoke(newState);}public event Action<LevelState> OnStateChanged;
}
3. 异步加载优化
protected virtual async Task LoadLevelAssetsAsync() {var loadOp = Addressables.LoadAssetsAsync<GameObject>("LevelBaseAssets");await loadOp.Task;Debug.Log($"已加载 {loadOp.Result.Count} 个基础资源");
}
五、游戏开发典型应用场景

  1. 角色行为模板

    public abstract class CharacterBehavior {public void ExecuteDailyRoutine() {WakeUp();Eat();Work();Sleep();}protected abstract void Work();// 其他步骤可有默认实现...
}

  2. 技能释放流程

    public abstract class SkillBase {public void Cast() {PlayCastAnimation();ApplyPreEffects();ExecuteCoreLogic();ApplyPostEffects();}protected abstract void ExecuteCoreLogic();
}

  3. UI面板通用流程

    public abstract class UIPanel : MonoBehaviour {public IEnumerator Show() {PreShowSetup();yield return PlayShowAnimation();PostShowInitialize();}protected virtual void PreShowSetup() { /* 默认空实现 */ }protected abstract IEnumerator PlayShowAnimation();
}

  4. 敌人生成系统

    public abstract class EnemySpawner {public void SpawnWave() {PreSpawnCheck();CalculateSpawnPoints();SpawnEnemies();PostSpawnActions();}protected abstract void SpawnEnemies();
}
六、性能优化策略
策略实现方式适用场景
预编译模板使用泛型模板类高频实例化场景
步骤缓存缓存重复计算结果复杂初始化流程
分帧执行使用协程分步骤执行长耗时流程
资源预加载提前加载共用资源资源密集型关卡
七、模式对比与选择
维度模板方法模式策略模式
代码复用方式继承组合
灵活性修改需要继承运行时动态切换
适用场景固定流程算法可替换算法模块
扩展方向垂直扩展（子类化）水平扩展（新增策略）
八、最佳实践原则
  1. 模板方法密封：防止子类修改算法骨架
    public sealed override void ExecuteProcess() { /* ... */ }
  2. 合理使用虚方法：提供默认实现而非强制重写
  3. 控制继承层级：建议不超过3层继承
  4. 文档注释：明确说明各步骤职责
    /// <summary>
/// 初始化关卡核心元素，必须由子类实现
/// </summary>
protected abstract void InitializeCore();
九、常见问题解决方案

Q1：如何避免过度继承？
→ 使用组合+模板方法混合模式

public class LevelProcessor {private ILevelInitializer _initializer;private ILevelFinalizer _finalizer;public void ExecuteProcess() {LoadCommonAssets();_initializer.Initialize();RunCoreLogic();_finalizer.Finalize();}
}

Q2：如何处理跨步骤状态共享？
→ 使用上下文对象传递数据

public class LevelContext {public int Score;public float TimeSpent;public List<Enemy> AliveEnemies = new();
}protected abstract void ExecuteCore(LevelContext context);

Q3：如何调试多层级模板？
→ 实现步骤追踪器

public abstract class DebuggableTemplate : MonoBehaviour {private void LogStep(string message) {Debug.Log($"[{Time.time:F2}] {GetType().Name} - {message}");}protected sealed override void LoadResources() {LogStep("开始加载资源");base.LoadResources();LogStep("资源加载完成");}
}

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VastBase的日常操作记录

---------需要命令启动数据库操作------------------- [vastbasedmz-neo4j01 ~]$ vb_ctl start [2025-05-13 09:41:54.515][10224][][vb_ctl]: vb_ctl started,数据目录是 /home/vastbase/data/vastbase [2025-05-13 09:41:54.728][10224][][vb_ctl]: 等待服务端进程启动 ... …...

编程日记 2025/6/22 13:11:31

企业级IP代理解决方案：负载均衡与API接口集成实践

在全球化业务扩张与数据驱动决策的背景下&#xff0c;企业级IP代理解决方案通过负载均衡技术与API接口集成&#xff0c;可有效应对高频请求、反爬机制及合规风险。以下是基于企业级场景的核心实践要点&#xff1a; 一、负载均衡与IP代理的深度协同 动态IP池的负载均衡策略 轮询…...

编程日记 2025/6/25 5:53:29

智能手表项目风险评估与应对计划书

&#x1f4d8; 智能手表项目风险评估与应对计划书 项目名称&#xff1a;Aurora Watch S1 版本号&#xff1a;v1.0 编制人&#xff1a;XXX&#xff08;项目经理&#xff09; 日期&#xff1a;2025年xx月xx日 一、概述 本计划书旨在识别Aurora Watch S1智能手表项目全过程中可能…...

编程日记 2025/6/23 12:42:54

Java基础之静态代理和动态代理

一、静态代理 定义&#xff1a; 代理类与被代理类在编译期就已确定&#xff0c;代理类需要手动编写并实现与被代理类相同的接口 1.核心角色&#xff1a; Subject&#xff08;抽象主题&#xff09;&#xff1a;定义业务方法的接口 RealSubject&#xff08;真实主题&#xff…...

编程日记 2025/6/26 23:12:03