Unity实现(Github地址):

笔记部分以下部分只包含笔记，具体实现及项目说明可查看Github

笔记中很多都是个人理解，目的是尽量让原本抽象的概念更易懂一些

关于书名——书名直译是《游戏编程模式》，但在中文版致谢页中，被翻译成了《游戏设计模式》，“设计模式”一词来源于GOF。此书(GPP)虽与编程有关，但更本质上是设计思想，所以更倾向“设计模式”这个翻译

链接

是什么(个人理解)

将命令封装，与目标行为解耦，使命令由流程概念变为对象数据

为什么

既然命令变成了数据，就是可以被传递、存储、重复利用的：通过命令数据队列或栈可以轻易实现撤销、重做、时光倒流

命令数据还可以形成日志，用于复现用户行为，便于重复测试同样序列命令对各种目标的影响

这些命令数据可以发送给不同的目标，比如同样的“出发，5分钟后，停止”，发送给飞机就可以变成“起飞，5分钟后，降落”，发送给轮船就成了“离港，5分钟后，抛锚”

怎么做(U3D示例)

类图如下：

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

缺陷

可能会导致大量的实例化，从而浪费内存

拓展

可用享元模式代替大量的实例化

是什么(个人理解)

不同的实例共享相同的特性(共性)，同时保留自己的特性部分

为什么传递的信息享元化，可以节约计算时间

存储的信息享元化，可以节约占用的空间

所以享元模式可以减少时间与空间上的代价

怎么做

类图如下：

左半部分为享元模式下，只有一个CubeBase，通过ObjInstancing(int num)将共享的网格、材质及一个Transform信息表传递给GPU，只有一个Draw Call，所以效率极高

右半部分为关闭享元模式后的做法，每生成一个Cube都会重新实例化一个立方体，并向GPU发送一次网格、材质和位置信息，所以1000个立方体就需要1000个Draw Call，效率极低

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

拓展

可与对象池联动，进一步减少内存的开销

是什么(个人理解)

事件与其他对象行为的解耦——例如一个代码描述了日本核电站爆炸的事件，世界人民买盐这种行为显然不应该由核电站爆炸直接调用，而是通过卫星电视告诉广大群众，群众想买盐还是想买仙人掌就由他们自己决定了~

为什么解耦，物价局改了粮价不需要挨家挨户通知公民，只需要让电视台播个新闻就好

如果要挨家挨户通知，物价局必须有每个公民的地址，这显然不合理，也会浪费很多资源

扩展困难——如果公民改了地址或者有新公民出生了，那还需要告诉物价局，这也很荒唐

怎么做

类图如下：

射手(Shooter，观察者，这里是听众)告诉广播电台(Radio)自己要听发射气球的广播

吹气球的人(Emitter) 向上发出气球，并告诉广播电台自己发射了气球

广播电台广播发射了气球的消息，所有射手向气球射击

这个例子中吹气球的人不会关心谁是射手，射手也不用在意谁是吹气球的人

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

是什么(个人理解)

将一个或多个对象当做原型，通过统一的生成器克隆出很多类似原型的对象，同时可以通过配置表更改克隆体属性，制造出很多具有自身个性的对象。

为什么复用生成器，而非针对每一个不同的对象做一个生成器

与享元模式结合，通过配置表来实现对象的个性，将不同配置与代码解耦

怎么做

类图如下：Unity中Prefab本质就是此模式里的原型，而Spawner要做的只是调用Instantiate方法

新的Prefab被生成以后，通过读取Dragons.txt里配置的信息来设置克隆体的名称和尺寸注：这里为了快速实现使用txt记录配置表(我在偷懒)，但实际项目里，往往使用SQL、Json、csv等方式进行配置

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

是什么(个人理解)

使用单例意味着这个对象只有一个实例，这个实例是此对象自行构造的，并且可向全局提供

为什么减少代码复用，让专门的类处理专门的事情——例如让TimeLog类来记录日志，而不是把StreamWriter的代码写到每一个类里

快速访问，任何其他类都可以通过ClassName.Instance来访问单例，使用它的公开变量和方法

缺陷因为实现简单，而且使用方便，所以有被滥用的趋势

滥用单例会促进耦合的发生，因为单例是全局可访问的，如果不该访问者访问了单例，就会造成过耦合——例如如果播放器允许单例，那石头碰撞地面后就可以直接调用播放器来播放声音，这在程序世界并不合理，而且会破坏架构

如果很多很多类和对象调用了某个单例并做了一系列修改，那想理解具体发生了什么就困难了

对多线程不太友好——每个线程都可以访问这个单例，会产生初始化、死锁等一系列问题

怎么做

U3D中利用MonoBehaviour初始化单例非常简单，只要在Awake中加入Instance = this，不过要注意的是，别的类不能在Awake里使用这个单例

单例在普通C#中还有其他做法，甚至有些泛型、线程安全的扩展，也都不复杂，可以自行查询

类图如下：

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

是什么(个人理解)

现在状态和条件决定对象的新状态，状态决定行为(Unity内AnimationController就是状态机)

为什么使流程清晰化、结构化

简化判断逻辑，比如嘴的状态是洗牙，那就不应该做出咀嚼的行为；必须是在憋气，那就不应该做出呼吸的行为

注解状态机(自动机)是我最喜欢的一种设计模式，因为这样设计的程序逻辑清晰，稳定性也很强

作者对switch case下的状态机理解并不深刻，一般情况下，状态机需要两个switch case，一个用于处理状态变化，另一个用来处理状态行为

相比状态类，个人更喜欢switch case的方法，虽然状态类有其有点，但缺点也非常明显——当状态量较大时，代码量激增，可读性也很差，状态变化和状态行为都需要大量的信息传递，十分不便

怎么做

这次我实现了两个版本：SwitchCase版本，用按键控制一盏冷暖灯，关灯状态下，按一次打开暖光，再按切换为白光，再按变为暖白光，再按关闭

状态类版本，交通灯 停止、通行、闪烁、等待的切换

另外自动机用类图描述不是好方法，应该用自动机专门的图来说明才对

SwitchCase版本类图及自动机如下：

StateClass版本类图及自动机如下：

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

是什么、为什么(个人理解)

包含了双缓冲模式当一个缓冲准备好后才会被使用——就像一个集装箱装满才会发货一样；当一个缓冲被使用时另一个处于准备状态，就形成了双缓冲

在渲染中广泛使用，一帧准备好后才会被渲染到屏幕上——所以准备时间太长就会导致帧率下降

游戏循环

更新方法同上，实际上是Unity通过反射在生命周期不同时刻调用MonoBehaviour中的相关方法

这三者一定程度上是相辅相成的，在Unity中都已在底层实现，双缓冲可以通过FrameDebugger体会，而游戏循环、更新方法则与脚本生命周期和MonoBehaviour相关

是什么、为什么(个人理解)

包含了字节码享元模式、原型模式中，不同的属性被存储在数据库中，而字节码是将行为存在数据库中

可用于实现可视化脚本编辑工具

子类沙箱子类使用基类方法，或在基类方法上扩展

类型对象其实是享元模式、原型模式的一种应用，以不同数据(而不是不同类)区分对象类型

是什么、为什么(个人理解)

包含了组件模式本质上是功能的模块化，延伸了面向对象的解耦思想

U3D的编程思想就是面向组件的，MonoBehaviour的子类都可作为组件挂在GameObject上

事件序列就像银行办事需要排号一样——每个顾客要处理的事都是一个事件，编号后就形成了天然的事件序列，银行会按一定规则来依次处理队列中的事件

一般在底层实现，但宏观上依然存在，例如RTS游戏中通过Shift对一些单位下达前往不同位置的命令

Unity中协程可以用来做消息队列，防止同帧产生大量的计算

服务定位器类似单例模式，在运行时寻找组件(而不是运行前赋值)

Unity中GetComponent，FindObjectOfType，Find等方法都可帮助实现相关服务的查找，但此类反射方法要避免在运行时高频循环调用

拓展——还可以建立一个运行前赋值的服务注册中心(当然也可运行中赋值)，其他需要服务的对象在运行时去注册中心查找相关服务，这样做一方面可以避免全局反射的恶果，一方面可以保留服务定位器带来的解耦优势——单例模式也可使用这样的方法来替换(对象注册中心)

怎么做(事件队列)

点击鼠标时在Queue中添加一个红点，当目标点为空时从Queue中取出第一位位作为目标点，让Player移向目标点，到达目标点时删除目标点

具体实现：https://github.com/TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version/tree/master/Assets/009DecouplingPatterns​github.com

是什么、为什么(个人理解)

包含了数据局部性CPU缓存读写速度大于内存读写速度，所以要尽量减少缓存不命中(CPU从内存读取信息)的次数

用连续队列代替指针的不断跳转

不过此模式会让代码更复杂，并伤害其灵活性

脏标识模式需要结果时才去执行工作——避免不必要的计算或传输开销

一种是被动状态变化时才计算，否则使用缓存；另一种是主动变化标识，否则不执行(例如存盘)

对象池模式对象池就像一包不同颜色的水彩笔，当我们使用时就拿出来，不用时就放回去——而不是使用时就买一只，不用时就扔进垃圾桶

可以减少内存碎片，减少实例化与回收对象所面临的开销

空间分区建立细分空间用于存储数据(对象)，可以帮助告诉定位对象，降低算法复杂度

例如邮局寄信，如果只按身份证号邮寄，那就麻烦了，每封信平均要拿给几亿人确认是否是ta的；但是按空间分区后，就简单了——省份、城市、街道、小区、楼栋、单元、房号，于是很快就能定位到个人。

怎么做(对象池)

用对象池对之前实现的例子做了优化：之前每次点击鼠标会生成一个目标点，Player到达目标点后会将目标点回收(Destroy)

优化后点击鼠标，先会尝试从对象池“未激活列表”获取对象，无法获取才会生成新对象并放入对象池中的“已激活列表”；Player到达目标点后，会把对象从已激活列表放入未激活列表，并执行SetActive(false)方法

怎么做(空间分区)这里我实现了一个八叉树简单示例，用来寻找最近的点

建立先寻找空间边界，建立父节点长方体

若父节点中点数超过阈值，则分割成八个子节点长方体

寻找最近的点在点所在的和临近的立方体中寻找最近的点因为只是示例，所以并未完善临近立方体的查找，目前只用了八叉树结构临近的立方体，而非空间临近，有兴趣的同学可以进一步优化更新点先看点是否在之前的长方体里，如果不在，则从当前节点移除，并查询是否在父节点里

如果在父节点里，则向下查询在哪一个子节点里此示例只能更新点的位置，也就是八叉树中的内容，不能更新八叉树的结构，大家可以自行思考如何更新结构此示例只能更新点的位置，也就是八叉树中的内容，不能更新八叉树的结构，大家可以自行思考如何更新结构

具体实现：TYJia/GameDesignPattern_U3D_Version​github.com

前几天有亲人离世，愿安息

望生者多体验些人间的美好