2、Unity 中常用的設(shè)計模式

1. 單例模式 (Singleton)

   • 應(yīng)用場景：用于全局管理器類，如 GameManager、AudioManager，確保全局狀態(tài)在整個游戲生命周期中唯一且可訪問。
   • Unity 特點(diǎn)：通常結(jié)合 DontDestroyOnLoad() 方法來保證在場景切換時，單例對象不會被銷毀。

2. 工廠方法模式 (Factory Method)

   • 應(yīng)用場景：用于動態(tài)生成游戲?qū)ο?#xff0c;如敵人、道具等。通過工廠方法，可以根據(jù)游戲邏輯在不同時間點(diǎn)生成不同類型的對象。
   • Unity 特點(diǎn)：通常結(jié)合 Instantiate() 方法來生成對象的實例，并從資源中加載預(yù)制件（Prefab）。

3. 觀察者模式 (Observer)

   • 應(yīng)用場景：用于處理事件機(jī)制，如 UI 按鈕點(diǎn)擊、游戲中角色生命值變化、AI 事件等。
   • Unity 特點(diǎn)：可以使用 Unity 的事件系統(tǒng)（如 UnityEvent），或自行管理觀察者列表。

4. 狀態(tài)模式 (State)

   • 應(yīng)用場景：用于控制對象的狀態(tài)切換，尤其是在角色動畫、AI 行為樹等場景中非常有用。
   • Unity 特點(diǎn)：可以結(jié)合 Unity 的 Animator 狀態(tài)機(jī)，管理復(fù)雜的狀態(tài)切換。

5. 策略模式 (Strategy)

   • 應(yīng)用場景：用于動態(tài)改變對象行為，如不同武器或攻擊方式、不同移動方式等。
   • Unity 特點(diǎn)：可以通過將不同的行為封裝為獨(dú)立的腳本組件，并根據(jù)需要動態(tài)添加或移除組件，來實現(xiàn)靈活的行為切換。

6. 命令模式 (Command)

   • 應(yīng)用場景：用于實現(xiàn)撤銷操作、輸入控制器、行為記錄等。
   • Unity 特點(diǎn)：可以結(jié)合 Unity 的輸入系統(tǒng)來實現(xiàn)一系列命令的執(zhí)行和撤銷操作。

3、Unity 開發(fā)中使用設(shè)計模式的優(yōu)勢

1. 提高代碼復(fù)用性：設(shè)計模式有助于將復(fù)雜的功能拆解為可復(fù)用的組件。例如，通過工廠模式和預(yù)制件，開發(fā)者可以動態(tài)生成各種對象，而不必重復(fù)編寫對象初始化代碼。

2. 增強(qiáng)代碼的可維護(hù)性和擴(kuò)展性：例如，通過狀態(tài)模式管理角色狀態(tài)，使得后期修改或添加新的狀態(tài)變得更加容易，而不需要重寫或修改大量代碼。

3. 符合 Unity 組件化設(shè)計：Unity 強(qiáng)調(diào)通過組件組合實現(xiàn)復(fù)雜功能，這與很多設(shè)計模式（如策略模式、裝飾模式）的思路不謀而合。通過使用這些設(shè)計模式，開發(fā)者能夠更加靈活地組織代碼，使其更符合 Unity 的框架結(jié)構(gòu)。

4. 減少耦合性：設(shè)計模式如觀察者模式可以減少不同模塊之間的耦合，使代碼結(jié)構(gòu)更為松散，方便以后擴(kuò)展或維護(hù)。

4、Unity 和其他環(huán)境使用設(shè)計模式的區(qū)別總結(jié)

總之，Unity 中的設(shè)計模式應(yīng)用與傳統(tǒng)開發(fā)環(huán)境有一些區(qū)別，主要體現(xiàn)在 Unity 的組件化架構(gòu)和生命周期管理上。開發(fā)者需要根據(jù) Unity 的獨(dú)特特性來調(diào)整設(shè)計模式的實現(xiàn)方式，以便更好地與 Unity 引擎協(xié)同工作。通過合理使用設(shè)計模式，開發(fā)者可以創(chuàng)建更具擴(kuò)展性、可維護(hù)性和復(fù)用性的代碼，同時提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。

三、什么是軟件框架，軟件框架和設(shè)計模式的區(qū)別

軟件框架 是一個 可復(fù)用的代碼結(jié)構(gòu)或庫，它為軟件開發(fā)提供了一個 基本的骨架和通用功能，開發(fā)人員可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展和定制，以滿足特定應(yīng)用的需求。框架通常提供一組標(biāo)準(zhǔn)化的接口、類和工具，幫助開發(fā)者快速開發(fā)應(yīng)用程序，而不需要從零開始編寫底層代碼。

軟件框架的特點(diǎn)：

1. 可復(fù)用性：框架提供了大量可復(fù)用的組件和模塊，使開發(fā)者無需重復(fù)開發(fā)常見功能。
2. 約定優(yōu)于配置：框架通常包含默認(rèn)的約定和最佳實踐，開發(fā)者只需遵循框架的約定，便可避免大量的配置工作。
3. 控制反轉(zhuǎn)（Inversion of Control, IoC）：在框架中，控制權(quán)通常從開發(fā)者轉(zhuǎn)移到框架?？蚣軙詣庸芾響?yīng)用程序的流程和生命周期，開發(fā)者只需在特定點(diǎn)擴(kuò)展代碼。
4. 簡化開發(fā)流程：通過提供常見功能的實現(xiàn)，如數(shù)據(jù)庫交互、UI 渲染、網(wǎng)絡(luò)通信等，框架簡化了開發(fā)流程，提高了開發(fā)效率。
5. 擴(kuò)展性：開發(fā)者可以在框架的基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能，框架通常允許定制和擴(kuò)展特定模塊。

設(shè)計模式：

設(shè)計模式是 通用的、可復(fù)用的解決方案，用于解決軟件設(shè)計中的特定問題。設(shè)計模式是一種高層次的設(shè)計思路，是對編程中常見問題的總結(jié)和抽象。

軟件框架和設(shè)計模式的區(qū)別：

總之，兩者之間的主要區(qū)別在于，框架是一種可以直接使用的工具和代碼庫，而設(shè)計模式則是對軟件設(shè)計的經(jīng)驗總結(jié)，提供了一種組織代碼的模式和思路。

• 軟件框架 是更具 實際性 的工具，它為開發(fā)者提供了代碼實現(xiàn)和通用功能，可以直接使用，通常用于開發(fā)某一類型的應(yīng)用程序。
• 設(shè)計模式 是一種 理論性的設(shè)計方案，用于指導(dǎo)如何設(shè)計代碼結(jié)構(gòu)，解決開發(fā)中反復(fù)出現(xiàn)的問題。設(shè)計模式強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計原則和結(jié)構(gòu)，不提供直接的代碼實現(xiàn)。

四、開發(fā)設(shè)計中為什么要使用設(shè)計模式

在軟件開發(fā)中使用設(shè)計模式的主要目的是為了提高代碼的 可維護(hù)性、可擴(kuò)展性 和 復(fù)用性。設(shè)計模式提供了經(jīng)過驗證的、可重復(fù)使用的解決方案，幫助開發(fā)人員避免常見的設(shè)計問題，簡化開發(fā)過程。具體來說，使用設(shè)計模式有以下幾個主要原因：

1. 解決常見問題，提升開發(fā)效率

設(shè)計模式是經(jīng)過實踐檢驗的通用解決方案，針對常見的設(shè)計挑戰(zhàn)提供了標(biāo)準(zhǔn)化的方法。通過應(yīng)用這些模式，開發(fā)人員不必從零開始設(shè)計解決方案，可以直接借用已有的模式來解決類似問題，從而提高開發(fā)效率。

2. 促進(jìn)代碼的可維護(hù)性

設(shè)計模式幫助開發(fā)人員構(gòu)建更加清晰的代碼結(jié)構(gòu)，減少復(fù)雜性，方便后期的維護(hù)和修改。例如，使用單例模式可以確保系統(tǒng)中的某個類只有一個實例，避免了全局狀態(tài)混亂，便于管理。而觀察者模式則可以幫助系統(tǒng)模塊之間松散耦合，易于擴(kuò)展和維護(hù)。

3. 提高代碼的可擴(kuò)展性

設(shè)計模式鼓勵使用接口和抽象類來解耦模塊，使系統(tǒng)的各個部分獨(dú)立演化。例如，工廠方法模式和抽象工廠模式通過創(chuàng)建對象的接口，將實例化對象的具體類與使用這些對象的代碼分離，允許輕松擴(kuò)展或更改系統(tǒng)功能，而不破壞現(xiàn)有代碼。

4. 增強(qiáng)代碼的可復(fù)用性

設(shè)計模式使代碼具備更高的復(fù)用性。許多設(shè)計模式通過封裝變化的部分，使得代碼可以在不同場景下復(fù)用。比如，策略模式將算法和具體實現(xiàn)分離，可以動態(tài)替換不同的算法，而無需修改客戶端代碼，從而增強(qiáng)了代碼的復(fù)用能力。

5. 促進(jìn)團(tuán)隊協(xié)作，改善溝通

設(shè)計模式是一種通用的設(shè)計語言，使用設(shè)計模式可以促進(jìn)團(tuán)隊成員之間的溝通。不同的開發(fā)者在討論系統(tǒng)設(shè)計時，通過提及具體的設(shè)計模式（如代理模式或裝飾者模式），能夠快速理解彼此的設(shè)計意圖，減少溝通障礙。

6. 降低系統(tǒng)的耦合性

設(shè)計模式通過將模塊之間的交互松散耦合，降低了系統(tǒng)各部分之間的依賴性。例如，觀察者模式可以實現(xiàn)模塊之間的松散耦合，使得一個模塊的變化不會影響其他模塊，從而提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

7. 應(yīng)對變化，提高系統(tǒng)的靈活性

設(shè)計模式幫助開發(fā)人員構(gòu)建適應(yīng)變化的系統(tǒng)。軟件開發(fā)中，需求經(jīng)常發(fā)生變化，設(shè)計模式通過提供靈活的結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)可以更容易地適應(yīng)這些變化。例如，狀態(tài)模式允許對象在狀態(tài)變化時切換行為，避免了大量的if-else語句。

8. 避免代碼重復(fù)

設(shè)計模式提供了標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，可以避免重復(fù)實現(xiàn)相同功能的代碼。例如，模板方法模式定義了算法的骨架，允許子類重寫某些步驟，而無需重復(fù)整個算法的實現(xiàn)，減少了代碼重復(fù)，提高了代碼的一致性。

總之，使用設(shè)計模式不僅能夠解決常見的設(shè)計問題，還可以提升代碼的可讀性、可維護(hù)性和擴(kuò)展性，幫助開發(fā)人員創(chuàng)建靈活、易于修改的系統(tǒng)。同時，它們作為一種通用的開發(fā)語言，能促進(jìn)團(tuán)隊協(xié)作和溝通，使開發(fā)工作更加高效。

五、設(shè)計模式 什么時候使用，怎么使用合適

使用設(shè)計模式 的關(guān)鍵在于解決特定的軟件設(shè)計問題，而不只是為使用而使用。選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計模式可以提高代碼的質(zhì)量和開發(fā)效率。要知道什么時候使用和如何合適地使用設(shè)計模式，必須基于問題的性質(zhì)、軟件的復(fù)雜度、團(tuán)隊協(xié)作需求等。以下是一些原則和使用建議：

1. 何時使用設(shè)計模式

1.1 當(dāng)代碼重復(fù)時

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在重復(fù)代碼時，可以考慮使用設(shè)計模式來減少重復(fù)。例如，如果多個地方都在實現(xiàn)相似的對象創(chuàng)建邏輯，你可以使用工廠方法模式來統(tǒng)一對象的創(chuàng)建邏輯。

1.2 當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時

如果系統(tǒng)在未來可能需要擴(kuò)展，那么設(shè)計模式可以幫助構(gòu)建靈活的架構(gòu)。例如，策略模式允許你輕松添加新的算法或操作，而不修改現(xiàn)有代碼；裝飾者模式允許你動態(tài)擴(kuò)展對象的功能，而不影響其他對象。

1.3 當(dāng)類和對象的依賴關(guān)系過于復(fù)雜時

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)類之間的依賴關(guān)系過于緊密，難以維護(hù)或擴(kuò)展時，設(shè)計模式可以幫助解耦。比如，觀察者模式可以使類之間松散耦合，避免直接依賴；中介者模式可以集中管理對象間的交互，減少直接的依賴。

1.4 當(dāng)需要應(yīng)對變化時

如果你預(yù)見到系統(tǒng)某些部分會頻繁變化，而其他部分則相對穩(wěn)定，那么可以使用設(shè)計模式來隔離變化。例如，狀態(tài)模式適用于當(dāng)對象狀態(tài)變化時需要改變其行為的場景，避免了硬編碼多個if-else語句。

1.5 當(dāng)設(shè)計不符合SOLID原則時

設(shè)計模式能幫助你遵循SOLID原則（單一職責(zé)、開閉原則、里氏替換、接口分離、依賴倒置）。例如，依賴倒置原則可以通過使用依賴注入和抽象工廠模式來實現(xiàn)，減少高層模塊對低層模塊的依賴。

2. 如何合適地使用設(shè)計模式

2.1 識別需求

首先，清楚理解問題或需求。不要盲目使用設(shè)計模式，除非它能解決特定的問題。每種設(shè)計模式都有其特定的應(yīng)用場景。例如：

• 如果你的系統(tǒng)需要支持不同的產(chǎn)品創(chuàng)建過程，使用工廠模式。
• 如果你需要為一個對象動態(tài)地添加行為，可以考慮裝飾者模式。
• 如果你的對象需要根據(jù)不同的狀態(tài)表現(xiàn)出不同的行為，使用狀態(tài)模式。

2.2 避免過度設(shè)計

設(shè)計模式的使用應(yīng)當(dāng)有針對性。過度使用設(shè)計模式可能會使系統(tǒng)復(fù)雜化，增加代碼的閱讀和維護(hù)成本。僅在需要時使用設(shè)計模式，不要為了炫技或追求模式而引入不必要的復(fù)雜性。例如，單例模式雖然簡單，但如果過度使用，可能導(dǎo)致全局狀態(tài)共享，增加調(diào)試難度。

2.3 遵循簡單優(yōu)先原則

始終優(yōu)先選擇簡單而清晰的設(shè)計方案。如果某個問題可以通過簡單的繼承或組合來解決，那么沒有必要引入復(fù)雜的設(shè)計模式。設(shè)計模式是解決復(fù)雜問題的工具，但不要讓模式增加不必要的復(fù)雜性。

2.4 保持靈活性

使用設(shè)計模式時要考慮到系統(tǒng)的未來擴(kuò)展。設(shè)計模式應(yīng)當(dāng)是靈活的，避免硬編碼邏輯。例如，策略模式允許你動態(tài)替換算法，而不是寫死邏輯，這樣可以靈活地適應(yīng)變化的需求。

2.5 組合使用設(shè)計模式

在復(fù)雜的系統(tǒng)中，有時需要組合多種設(shè)計模式來解決問題。例如，工廠模式可以與單例模式組合使用，確保創(chuàng)建的對象是單例的；或者將觀察者模式和中介者模式結(jié)合使用，管理多個觀察者的交互。

2.6 關(guān)注可測試性

設(shè)計模式還能提升代碼的可測試性。通過使用依賴注入或工廠方法模式，可以讓代碼依賴于接口而不是具體實現(xiàn)，從而更容易進(jìn)行單元測試和替換依賴。

2.7 學(xué)習(xí)經(jīng)典案例

學(xué)習(xí)常見的設(shè)計模式應(yīng)用場景和經(jīng)典案例，尤其是在已有的框架或庫中。例如，Java 中的java.util.Observer接口實現(xiàn)了觀察者模式，Spring 框架中廣泛使用的依賴注入機(jī)制基于依賴倒置原則和工廠模式。

3. 常見設(shè)計模式的使用場景

3.1 單例模式（Singleton）

• 使用場景：確保某個類只有一個實例，例如數(shù)據(jù)庫連接池或配置管理類。
• 如何使用：控制類的實例化，提供全局訪問點(diǎn)。

3.2 工廠方法模式（Factory Method）

• 使用場景：當(dāng)需要創(chuàng)建對象但不想顯式指定對象的類時。
• 如何使用：定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，將具體的對象創(chuàng)建工作推遲到子類。

3.3 觀察者模式（Observer）

• 使用場景：當(dāng)一個對象狀態(tài)發(fā)生變化時需要通知其他對象，如事件監(jiān)聽系統(tǒng)。
• 如何使用：定義一對多的依賴關(guān)系，一個對象狀態(tài)變化時通知所有依賴對象。

3.4 策略模式（Strategy）

• 使用場景：當(dāng)有多種算法可以替換且需要動態(tài)選擇時，例如支付方式選擇。
• 如何使用：定義一組算法，將它們封裝在獨(dú)立的類中，并通過接口進(jìn)行互換。

3.5 裝飾者模式（Decorator）

• 使用場景：需要動態(tài)地給對象增加功能，而不影響其他對象時。
• 如何使用：用一個裝飾對象包裹真實對象，在不改變對象結(jié)構(gòu)的情況下增加新功能。

總之，使用設(shè)計模式的關(guān)鍵在于正確理解問題的性質(zhì)，結(jié)合設(shè)計模式的應(yīng)用場景來做出合適的選擇。要避免過度設(shè)計，保持代碼簡單，同時確保系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。掌握常見設(shè)計模式及其組合，能夠幫助你應(yīng)對復(fù)雜的軟件設(shè)計問題，提升代碼質(zhì)量。

六、23 種設(shè)計模式

1、創(chuàng)建型模式（5種）

1. 工廠方法模式（Factory Method）：定義一個接口用于創(chuàng)建對象，但讓子類決定實例化哪一個類。
2. 抽象工廠模式（Abstract Factory）：提供一個創(chuàng)建相關(guān)或依賴對象的接口，而不指定具體類。
3. 單例模式（Singleton）：確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點(diǎn)。
4. 建造者模式（Builder）：將對象的構(gòu)建與其表示分離，以便相同的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的對象。
5. 原型模式（Prototype）：通過復(fù)制現(xiàn)有的實例來生成新對象，而不是通過實例化類。

2、結(jié)構(gòu)型模式（7種）

1. 適配器模式（Adapter）：將一個類的接口轉(zhuǎn)換為客戶希望的另一個接口，使原本不兼容的類可以一起工作。
2. 橋接模式（Bridge）：將抽象部分與它的實現(xiàn)部分分離，以使它們可以獨(dú)立變化。
3. 裝飾者模式（Decorator）：動態(tài)地給一個對象添加新的職責(zé)，避免了創(chuàng)建子類的需要。
4. 組合模式（Composite）：將對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示部分-整體的層次結(jié)構(gòu)，客戶可以同樣地對待單個對象和組合對象。
5. 外觀模式（Facade）：為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個統(tǒng)一的接口，使得子系統(tǒng)更容易使用。
6. 享元模式（Flyweight）：通過共享細(xì)粒度的對象來減少內(nèi)存使用。
7. 代理模式（Proxy）：為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。

3、行為型模式（11種）

1. 模板方法模式（Template Method）：在一個方法中定義一個算法的骨架，而將一些步驟的實現(xiàn)延遲到子類中。
2. 命令模式（Command）：將請求封裝為對象，從而可以用不同的請求對客戶進(jìn)行參數(shù)化、排隊或記錄請求日志，以及支持可撤銷操作。
3. 迭代器模式（Iterator）：提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而又不需要暴露該對象的內(nèi)部表示。
4. 觀察者模式（Observer）：定義對象間的一對多依賴，當(dāng)一個對象改變狀態(tài)時，其依賴者都會得到通知并自動更新。
5. 中介者模式（Mediator）：定義一個對象來封裝一系列對象之間的交互，中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使它們之間的耦合松散，且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。
6. 備忘錄模式（Memento）：在不破壞封裝性的前提下，捕獲對象的內(nèi)部狀態(tài)，并在以后恢復(fù)該狀態(tài)。
7. 解釋器模式（Interpreter）：為某個語言定義一個語法表示，并定義一個解釋器，使用該表示來解釋語言中的句子。
8. 狀態(tài)模式（State）：允許對象在內(nèi)部狀態(tài)改變時改變它的行為，看起來對象好像修改了它的類。
9. 策略模式（Strategy）：定義一系列算法，將每一個算法封裝起來，并讓它們可以互換，策略模式使得算法可以獨(dú)立于使用它的客戶而變化。
10. 職責(zé)鏈模式（Chain of Responsibility）：使多個對象都有機(jī)會處理請求，從而避免請求的發(fā)送者和接收者之間的耦合。將這些對象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞請求，直到有一個對象處理它為止。
11. 訪問者模式（Visitor）：表示一個作用于某對象結(jié)構(gòu)中的各元素的操作，它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。

在日常應(yīng)用中，設(shè)計模式從來都不是單個設(shè)計模式獨(dú)立使用的。在實際應(yīng)用中，通常多個設(shè)計模式混合使用，你中有我，我中有你。下圖完整地描述了設(shè)計模式之間的混用關(guān)系，希望對大家有所幫助。

七、七大設(shè)計原則（SOLID）