Unity学习90天-第3天-认识C# 集合与常用类并实现生成随机位置的 10 个立方体

欢迎回来！ 今天我们来搞定 C# 中最常用的几个"工具箱"：集合（List、Dictionary）、字符串、随机数、还有 Unity 专属的 Mathf。学会这些，写代码效率直接翻倍！

一、集合是什么？为什么要用集合？

1.1 生活类比：排队的奶茶店

想象你去奶茶店点单：

数组：店员只准备了 5 个固定号码牌，来第 6 个人就没法排队了
List ：店员准备了一个 动态叫号本，来多少人就能排多少人，随时可以加塞

数组：提前固定大小，不够用会报错 ❌
List：自动扩容，用多少扩多少 ✅

1.2 集合家族一览

集合类型	结构	查找方式	效率	重复键
List	有序列表	按索引 `list[0]`	O(n) 逐个找	允许
Dictionary	键值对	按键 `dict["name"]`	O(1) 直接映射	不允许
数组	固定长度	按索引 `arr[0]`	O(1) 最快	允许

二、List：动态数组

2.1 声明与基础操作

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// 声明一个整数列表
List<int> scores = new List<int>();

// 添加元素
scores.Add(100);
scores.Add(85);
scores.Add(92);

// 按索引访问（从 0 开始）
Debug.Log(scores[0]);  // 输出 100
Debug.Log(scores[1]);  // 输出 85

// 获取元素数量
Debug.Log(scores.Count);  // 输出 3

2.2 常用 API 一览表

方法	说明	示例
`Add(item)`	末尾添加	`list.Add(100);`
`Insert(i, item)`	指定索引插入	`list.Insert(1, 15);`
`Remove(item)`	删除指定值	`list.Remove(20);`
`RemoveAt(i)`	删除指定索引	`list.RemoveAt(0);`
`Contains(item)`	是否包含	`list.Contains(30);` → true
`IndexOf(item)`	查找索引	`list.IndexOf(30);` → 2
`Sort()`	升序排序	`list.Sort();`
`Reverse()`	反转顺序	`list.Reverse();`
`Clear()`	清空	`list.Clear();`
`Count`	数量	`list.Count;`

2.3 两种遍历方式对比

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List<int> list = new List<int> { 10, 20, 30 };

// 方式一：普通 for 循环
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
    Debug.Log($"第 {i} 个元素 = {list[i]}");
}

// 方式二：foreach 循环（更简洁）
foreach (int item in list)
{
    Debug.Log(item);
}

什么时候用哪个？

for：需要知道索引，或需要边遍历边修改
foreach：纯读取遍历，更安全、更简洁

2.4 Unity 思路拓展：敌人管理器

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public class EnemyManager : MonoBehaviour
{
    // 场景中的敌人列表
    private List<GameObject> enemies = new List<GameObject>();

    void Start()
    {
        // 找出所有标签为 Enemy 的物体，加入列表
        GameObject[] foundEnemies = GameObject.FindGameObjectsWithTag("Enemy");
        foreach (GameObject enemy in foundEnemies)
        {
            enemies.Add(enemy);
        }
    }

    void Update()
    {
        // 遍历所有敌人

    }

    // 当敌人被消灭时，从列表移除
    public void RemoveEnemy(GameObject enemy)
    {
    }
}

三、Dictionary：键值对字典

3.1 生活类比：查字典

List 找东西 → 从第一页翻到最后一页，一个个对比
Dictionary → 按拼音/偏旁直接翻到那一页

3.2 声明与基础操作

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// 声明：Dictionary<键类型, 值类型>
Dictionary<string, int> inventory = new Dictionary<string, int>();

// 添加键值对
inventory["sword"] = 1;    // 剑 × 1
inventory["potion"] = 10; // 药水 × 10
inventory["gold"] = 500;   // 金币 × 500

// 读取
Debug.Log(inventory["sword"]);  // 输出 1

// 修改
inventory["potion"] = 20;

// 是否存在该键
if (inventory.ContainsKey("sword"))
{
    Debug.Log("你有一把剑！");
}

3.3 常用 API 一览表

方法	说明	示例
`Add(key, value)`	添加（键不能重复）	`dict.Add("a", 1);`
`dict[key] = value`	添加或修改	`dict["b"] = 2;`
`dict[key]`	读取值	`dict["a"];`
`Remove(key)`	删除键值对	`dict.Remove("a");`
`ContainsKey(key)`	键是否存在	`dict.ContainsKey("b");`
`ContainsValue(v)`	值是否存在	`dict.ContainsValue(2);`
`Keys`	所有键	`dict.Keys`
`Values`	所有值	`dict.Values`

3.4 遍历键值对

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Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>
{
    { "hp", 100 },
    { "mp", 50 },
    { "atk", 25 }
};

// 遍历键值对
foreach (KeyValuePair<string, int> kv in dict)
{
    Debug.Log($"{kv.Key} = {kv.Value}");
}

// 单独遍历键
foreach (string key in dict.Keys)
{
    Debug.Log($"键: {key}");
}

// 单独遍历值
foreach (int val in dict.Values)
{
    Debug.Log($"值: {val}");
}

3.5 List vs Dictionary 核心对比

对比项	List	Dictionary
查找方式	索引 `list[0]`	键 `dict["hp"]`
查找效率	O(n) 逐个遍历	O(1) 直接映射
顺序	保持添加顺序	无序（但按添加顺序迭代）
重复键	允许	不允许
典型用途	敌人列表、背包格子	道具数量、角色属性

3.6 Unity 思路拓展：道具背包系统

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public class InventorySystem : MonoBehaviour
{
    // 道具ID → 持有数量
    private Dictionary<string, int> inventory = new Dictionary<string, int>();

    void Start()
    {
        inventory["coin"] = 0;
        inventory["key"] = 0;
        inventory["potion"] = 0;
    }

    // 获取道具数量
    public int GetCount(string itemId)
    {
        if (inventory.ContainsKey(itemId))
            return inventory[itemId];
        return 0;
    }

    // 添加道具
    public void AddItem(string itemId, int count = 1)
    {
        if (inventory.ContainsKey(itemId))
            inventory[itemId] += count;
        else
            inventory[itemId] = count;

        Debug.Log($"获得 {itemId} × {count}");
    }

    // 使用道具
    public bool UseItem(string itemId)
    {
        if (!inventory.ContainsKey(itemId) || inventory[itemId] <= 0)
            return false;

        inventory[itemId]--;
        Debug.Log($"使用了 {itemId}，剩余 {inventory[itemId]}");
        return true;
    }
}

四、字符串：文字处理

4.1 基础操作一览

方法	说明	示例
`+`	拼接	`"Hi" + ", " + "Unity"` → "Hi, Unity"
`$"{a} {b}"`	插值拼接（推荐）	`$"HP: {hp}/{maxHp}"`
`.Length`	长度	`"Unity".Length` → 5
`.Split(c)`	按字符分割	`"a/b/c".Split('/')` → ["a","b","c"]
`.Substring(i)`	截取子串	`"Unity".Substring(2)` → "ity"
`.Contains(s)`	是否包含	`"Unity".Contains("it")` → true
`.Replace(a, b)`	替换	`"Unity".Replace("U","X")` → "Xnity"
`.ToUpper()`	转大写	`"abc".ToUpper()` → "ABC"
`.Trim()`	去除首尾空格	`" hi ".Trim()` → "hi"
`string.IsNullOrEmpty(s)`	是否为空	---
`string.IsNullOrWhiteSpace(s)`	是否为空或纯空格	---

4.2 格式化输出

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int hp = 85;
int maxHp = 100;
float percent = 0.85f;

// 插值 + ToString 格式化
$"HP: {hp}/{maxHp}"              // "HP: 85/100"
percent.ToString("P0")           // "85%"    （P = Percent）
(3.14159).ToString("F2")        // "3.14"   （F = Fixed）
(0.5).ToString("P0")            // "50%"
(255).ToString("X")             // "FF"     （X = Hex十六进制）

五、随机数

5.1 Unity 随机数

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// 整数：返回 [min, max]（两端都包含）
int dice = Random.Range(1, 7);  // 掷骰子，1~6

// 浮点数：返回 [min, max)（包含min，不包含max）
float f = Random.Range(0f, 10f); // 0.0 ~ 9.999...

// 随机取数组元素
string[] enemies = { "哥布林", "狼人", "龙" };
string random = enemies[Random.Range(0, enemies.Length)];

5.2 随机数 API 对比

场景	Unity	C# 原生
整数	`Random.Range(1, 7)`	`rand.Next(1, 7)`
浮点	`Random.Range(0f, 1f)`	`rand.NextDouble()`
取数组元素	`arr[Random.Range(0, arr.Length)]`	`arr[rand.Next(arr.Length)]`

六、Mathf：Unity 数学工具箱

6.1 常用常量

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Mathf.PI          // π = 3.14159...
Mathf.Deg2Rad     // 角度 → 弧度 = π/180
Mathf.Rad2Deg     // 弧度 → 角度 = 180/π
Mathf.Epsilon     // 极小正数 ≈ 0
Mathf.Infinity    // 正无穷

6.2 角度与弧度互转

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float degrees = 90f;
float radians = degrees * Mathf.Deg2Rad;   // 90° → 1.571rad

float back = radians * Mathf.Rad2Deg;      // 1.571rad → 90°

6.3 插值（Lerp 系列）--- 最重要！

插值 = 在两个值之间平滑过渡，做动画、移动跟随的必备技能！

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float current = 0f;
float target = 10f;

// Lerp：每帧向目标靠近 t 的距离（永远达不到，但越来越近）
current = Mathf.Lerp(current, target, 0.1f);
// current = 0 + (10-0) × 0.1 = 1（第一帧）
// current = 1 + (10-1) × 0.1 = 1.9（第二帧）
// current = 1.9 + (10-1.9) × 0.1 ≈ 2.71（第三帧）
// ......越来越慢，慢慢停下来

// LerpUnclamped：t 可以超过 1，可以冲出范围
current = Mathf.LerpUnclamped(0f, 10f, 2f);  // = 20，超出了！

// MoveTowards：朝目标移动，最多走 maxDelta，超不出
current = Mathf.MoveTowards(current, target, 2f); // 每帧最多走2，不会冲过头

// SmoothDamp：带惯性的平滑（摄像机跟随常用）
Vector3 velocity;
Vector3 smoothPos = Vector3.SmoothDamp(currentPos, targetPos, ref velocity, 0.3f);

6.4 取整函数对比

方法	说明	示例
`Round`	四舍五入	`Mathf.Round(3.5f)` → 4
`Ceil`	向上取整	`Mathf.Ceil(3.1f)` → 4
`Floor`	向下取整	`Mathf.Floor(3.9f)` → 3
`FloorToInt`	向下取整返回 int	`Mathf.FloorToInt(3.9f)` → 3

6.5 Clamp 范围限制

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// Clamp：限制值在 [min, max]
int hp = Mathf.Clamp(playerHP, 0, 100);
// hp < 0 → 0；hp > 100 → 100

// Clamp01：限制在 [0, 1]
float t = Mathf.Clamp01(percent);
// 等价于 Mathf.Clamp(percent, 0f, 1f)

6.6 其他常用运算

方法	说明	示例
`Abs(x)`	绝对值	`Mathf.Abs(-5)` → 5
`Sign(x)`	符号（±1）	`Mathf.Sign(-5)` → -1
`Min(a, b)`	最小值	`Mathf.Min(3, 7)` → 3
`Max(a, b)`	最大值	`Mathf.Max(3, 7)` → 7
`Pow(a, b)`	a 的 b 次方	`Mathf.Pow(2, 8)` → 256
`Sqrt(x)`	平方根	`Mathf.Sqrt(16)` → 4
`PingPong(t, len)`	往返运动	见下方
`Approximately(a, b)`	浮点近似比较	`Approximately(0.1+0.2, 0.3)` → true

6.7 PingPong：往返运动

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// t 在 0~10 之间往返移动：0→10→0→10→...
float t = Mathf.PingPong(Time.time, 10f);

// 应用：物体在原地左右往返
transform.position = new Vector3(Mathf.PingPong(Time.time, 5f), 0, 0);

到这里我们就基本学完了集合和常用类啦！那么接下来就来完成我们本章的任务吧！

七、随机物体生成脚本

首先我们要有一个清晰的思路，我们要用到什么：

我们要设置生成的物体对象。
我们要使用随机值来获取一个随机的三维坐标，为了不随机过远我们要限制XYZ轴。

那么接下来我们就来编写代码吧！首先设置好我们的生成物体的预制体或模型，然后设置一个变量用于记录生成了多少个对象，这里也可用集合把生成的对象都装进去。

然后我们在Update方法中进行每帧检测他是否生成满了10个对象，满了就不再生成，没满就继续生成并进行一个自增计数。

最后我们编写一个自定义方法来实现我们的随机生成方便在Update方法中进行调用

最后在场景中创建一个空对象，将脚本挂载上去，接下来看效果呈现：

可以看到成功生成并截至在10个那么看些各位的观看！

今天的内容就到这里！ 接下来我将连续更新90天的Untiy教程从基础到一个网络部分，有兴趣的朋友们可以收藏关注，谢谢！如果有疑问，评论区见。