核心思想
子类沙箱模式（Subclass Sandbox）通过将核心逻辑封装在基类中，为子类提供安全的"沙箱"环境。子类通过组合或重写基类提供的预定义操作来实现行为，而非直接操作底层系统。
这种模式在游戏开发中常用于实现角色技能、AI行为等需要大量复用基础操作的系统。
模式结构
cs
// 基类：定义沙箱方法的框架
public abstract class Superpower
{
// 沙箱方法：子类必须实现的核心逻辑
protected abstract void Activate();
// 模板方法：控制执行流程（可选）
public void Update(float deltaTime)
{
// 前置处理（如冷却检测）
if (CanActivate()){
Activate();
// 后置处理（如消耗资源）
}
}
// 工具方法：提供给子类的基础操作
protected void PlaySound(string soundID){
AudioSystem.Instance.Play(soundID);
}
protected void SpawnParticles(Vector3 position, string type){
ParticleSystem.Instance.Spawn(type, position);
}
protected Vector3 GetHeroPosition(){
return HeroController.Instance.Position;
}
// 可选：提供默认实现的基础方法
protected virtual bool CanActivate(){
return true;
}
}
// 子类：通过组合基类方法实现具体行为
public class LightningBolt : Superpower
{
protected override void Activate()
{
PlaySound("LIGHTNING_STRIKE");
SpawnParticles(GetHeroPosition(), "ELECTRICITY");
ApplyDamageToTargets();
}
private void ApplyDamageToTargets(){
// 使用基类提供的方法实现具体逻辑
}
}关键要素
1. 沙箱方法（Activate）
- 由子类实现的抽象方法
- 使用基类提供的工具方法构建具体行为
- 示例：闪电攻击逻辑
2. 工具方法
- 基类提供的原子操作
- 封装底层系统访问（音频、粒子、输入等）
- 典型方法：
- PlaySound()
- SpawnParticles()
- GetInput()
- MoveCharacter()
3. 状态跟踪
- 通过基类维护公共状态：
cs
protected float cooldownTimer;
protected int remainingCharges;4. 模板方法模式（Update）
- 控制子类方法的执行流程
- 添加公共逻辑（冷却计时、资源消耗等）
应用场景
适合场景
1.需要大量复用基础操作的系统
- 技能系统（不同技能组合相同的基础操作）
- AI行为（移动、攻击、寻路的组合）
2.需要隔离底层系统访问
- 当更换音频/粒子系统时，只需修改基类方法
3.需要统一管理公共逻辑
- 所有技能的冷却机制
- 全局的资源消耗规则
典型案例
- 技能系统
- buff/debuff效果
- 平台游戏的敌人AI行为
模式优势
1. 降低耦合
- 子类无需知道音频/粒子系统的具体实现
- 修改底层系统只需调整基类工具方法
2. 提高复用性
- 公共逻辑集中维护（如冷却计算）
- 工具方法可跨多个子类复用
3. 增强可控性
- 基类可以：
- 记录所有技能的使用统计
- 实现统一的性能优化
- 添加调试日志
4. 提升安全性
- 子类只能访问预设的操作
- 防止意外修改关键系统状态
潜在缺陷
1. 基类膨胀风险
- 当工具方法过多时，基类可能变得臃肿
- 解决方案：将工具方法按功能拆分到不同类中
2. 继承体系限制
- 不适合需要多重继承的场景
- 替代方案：组合模式 + 策略模式
3. 灵活性受限
- 子类必须遵循基类定义的模板
- 对于需要完全自由实现的场景不够灵活
进阶技巧
1. 参数化工具方法
cs
protected void PlaySound(string id, float volume = 1f, bool loop = false)
{
AudioSystem.Instance.Play(id, volume, loop);
}2. 分层沙箱
cs
public abstract class MagicSpell : Superpower { /* 魔法专用方法 */ }
public abstract class MeleeSkill : Superpower { /* 近战专用方法 */ }3. 状态注入
cs
public class Fireball : Superpower
{
private float explosionRadius;
public Fireball(float radius)
{
explosionRadius = radius;
}
}4. 配合对象池
cs
protected GameObject GetParticleFromPool(string type)
{
return ParticlePool.Instance.Get(type);
}模式变体
1. 组件式沙箱
cs
public class SkillSystem
{
private AudioComponent audio;
private ParticleComponent particles;
private MovementComponent movement;
public void Execute(ISkill skill){
skill.Activate(audio, particles, movement);
}
}2. 基于接口的沙箱
cs
public interface ISkillSandbox
{
void PlaySound(string id);
void SpawnParticles(string type);
}
public class Fireball : ISkill
{
public void Execute(ISkillSandbox sandbox){
sandbox.PlaySound("fire_blast");
}
}总结
子类沙箱模式通过建立受控环境，在灵活性和规范性之间取得了良好平衡。
适合需要实现大量相似但存在细微差别的游戏行为场景。当发现多个子类在重复实现相同的基础操作时，可以考虑使用这个模式。
实际使用时需要注意：
- 合理划分工具方法的粒度
- 控制基类的职责范围
- 适时引入中间抽象层
- 配合其他模式（对象池、组件模式）使用
该模式的真正价值在于：当需要添加新技能或行为时，开发者可以专注于实现独特的业务逻辑，而不必担心底层系统的兼容性问题。