【行为型之策略模式】游戏开发实战——Unity灵活算法架构的核心实现策略

文章目录

- - [🎮 策略模式（Strategy Pattern）深度解析](#🎮 策略模式（Strategy 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（动态伤害计算系统）
    - - [1. 定义策略接口与上下文](#1. 定义策略接口与上下文)
      - [2. 实现具体策略](#2. 实现具体策略)
      - [3. 客户端使用](#3. 客户端使用)
    - 四、模式进阶技巧
    - - [1. 策略组合](#1. 策略组合)
      - [2. 策略工厂](#2. 策略工厂)
      - [3. 数据驱动策略](#3. 数据驱动策略)
    - 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

🎮 策略模式（Strategy Pattern）深度解析

------以Unity实现灵活AI行为 与动态伤害计算为核心案例

一、模式本质与核心价值

核心目标 ：

✅ 定义算法族 ，封装每个算法，使它们可互换

✅ 运行时动态切换算法 ，避免使用多重条件判断

✅ 符合开闭原则，易于扩展新算法

关键术语：

Strategy（策略接口）：定义算法族的通用接口
ConcreteStrategy（具体策略）：实现具体算法逻辑
Context（上下文）：持有策略引用，负责调用算法

数学表达 ：

设算法集合S = {s₁, s₂, ..., sₙ}，上下文C满足：

C.Algorithm = sᵢ → C.Execute() = sᵢ.Process()

二、经典UML结构

<<interface>> IDamageStrategy +CalculateDamage() : float PhysicalDamage +CalculateDamage() MagicDamage +CalculateDamage() CritDamage +CalculateDamage() Weapon -damageStrategy: IDamageStrategy +Attack()

三、Unity实战代码（动态伤害计算系统）

1. 定义策略接口与上下文

csharp 复制代码

public interface IDamageStrategy {
    float CalculateDamage(Character attacker, Character target);
}

public class Weapon : MonoBehaviour {
    private IDamageStrategy _damageStrategy;
    
    public void SetStrategy(IDamageStrategy strategy) {
        _damageStrategy = strategy;
    }
    
    public void Attack(Character attacker, Character target) {
        float damage = _damageStrategy.CalculateDamage(attacker, target);
        target.TakeDamage(damage);
    }
}

2. 实现具体策略

csharp 复制代码

// 物理伤害策略
public class PhysicalDamage : IDamageStrategy {
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character target) {
        return attacker.Strength * 2 - target.Defense;
    }
}

// 魔法伤害策略
public class MagicDamage : IDamageStrategy {
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character target) {
        return attacker.Intelligence * 3 - target.MagicResist;
    }
}

// 暴击伤害策略
public class CriticalStrike : IDamageStrategy {
    [SerializeField] private float _critChance = 0.3f;
    
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character target) {
        float baseDamage = attacker.Strength * 1.5f;
        return Random.value < _critChance ? baseDamage * 2 : baseDamage;
    }
}

3. 客户端使用

csharp 复制代码

public class PlayerCombat : MonoBehaviour {
    [SerializeField] private Weapon _sword;
    
    void Update() {
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha1)) {
            _sword.SetStrategy(new PhysicalDamage());
        }
        
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha2)) {
            _sword.SetStrategy(new MagicDamage());
        }
        
        if(Input.GetMouseButtonDown(0)) {
            Character enemy = GetTargetEnemy();
            _sword.Attack(GetComponent<Character>(), enemy);
        }
    }
}

四、模式进阶技巧

1. 策略组合

csharp 复制代码

public class CompositeStrategy : IDamageStrategy {
    private List<IDamageStrategy> _strategies = new();
    
    public void AddStrategy(IDamageStrategy strategy) {
        _strategies.Add(strategy);
    }
    
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character target) {
        return _strategies.Sum(s => s.CalculateDamage(attacker, target));
    }
}

2. 策略工厂

csharp 复制代码

public class DamageStrategyFactory {
    public IDamageStrategy Create(WeaponType type) {
        return type switch {
            WeaponType.Sword => new PhysicalDamage(),
            WeaponType.Staff => new MagicDamage(),
            WeaponType.Dagger => new CriticalStrike(),
            _ => throw new ArgumentException()
        };
    }
}

3. 数据驱动策略

csharp 复制代码

[CreateAssetMenu]
public class DamageConfig : ScriptableObject {
    public AnimationCurve DamageCurve;
    public GameObject ImpactEffect;
}

public class ConfigurableDamage : IDamageStrategy {
    private DamageConfig _config;
    
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character target) {
        float levelFactor = _config.DamageCurve.Evaluate(attacker.Level);
        return attacker.BaseDamage * levelFactor;
    }
}

五、游戏开发典型应用场景

AI行为系统

csharp 复制代码

public class NPCController {
    private IMovementStrategy _movementStrategy;
    
    public void SetMovementStrategy(IMovementStrategy strategy) {
        _movementStrategy = strategy;
    }
    
    void Update() {
        _movementStrategy.Move(transform);
    }
}

技能效果系统

csharp 复制代码

public class SkillSystem {
    private ISkillEffect _effect;
    
    public void CastSkill() {
        _effect.ApplyEffect(target);
    }
}

成就解锁条件

csharp 复制代码

public class AchievementCondition {
    private IUnlockStrategy _strategy;
    
    public bool CheckUnlock(Player player) {
        return _strategy.IsUnlocked(player);
    }
}

物理材质系统

csharp 复制代码

public class SurfaceResponse {
    private IBounceStrategy _bounceStrategy;
    
    public Vector3 CalculateBounce(Vector3 input) {
        return _bounceStrategy.CalculateBounce(input);
    }
}

六、性能优化策略

策略	实现方式	适用场景
策略缓存	对象池管理策略实例	高频策略切换
预编译策略	使用C#委托或表达式树	高性能计算场景
数据导向设计	策略参数结构体化	大量相似策略
异步加载	按需加载策略资源	复杂策略配置

七、模式对比与选择

维度	策略模式	状态模式
关注点	算法实现	状态转换
切换机制	主动切换	自动转换
对象关系	平行策略	状态链
典型应用	伤害计算	AI状态机

八、最佳实践原则

接口最小化：策略接口保持单一职责
无状态策略：尽量设计无状态的策略类

防御性编程 ：

csharp 复制代码

public void SetStrategy(IDamageStrategy strategy) {
    _damageStrategy = strategy ?? throw new ArgumentNullException();
}

策略验证 ：

csharp 复制代码

public bool IsStrategyValid() {
    return _damageStrategy != null && _damageStrategy.IsAvailable();
}

九、常见问题解决方案

Q1：如何处理策略间共享数据？

→ 使用上下文传递参数

csharp 复制代码

public interface IStrategy {
    void Execute(SharedData context);
}

public class SharedData {
    public Character Attacker;
    public Character Target;
    public float EnvironmentFactor;
}

Q2：如何实现跨策略配置？

→ 使用策略配置中心

csharp 复制代码

public class StrategyConfig : MonoBehaviour {
    [SerializeField] private StrategyMapping[] _mappings;
    
    public IStrategy GetStrategy(string key) {
        return _mappings.FirstOrDefault(m => m.Key == key)?.Strategy;
    }
}

[System.Serializable]
public class StrategyMapping {
    public string Key;
    public IStrategy Strategy;
}

Q3：如何调试策略执行流程？

→ 实现策略日志代理

csharp 复制代码

public class LoggingStrategyProxy : IStrategy {
    private IStrategy _wrapped;
    
    public void Execute() {
        Debug.Log($"开始执行策略：{_wrapped.GetType().Name}");
        _wrapped.Execute();
        Debug.Log("策略执行完成");
    }
}

上一篇【行为型之状态模式】深度剖析------Unity角色行为控制与AI决策的终极解决方案
 下一篇【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