OOP概述

面向过程的程序 = 算法 + 数据结构; 关心解决问题的步骤。
面向对象的程序 = 对象 + 交互; 关心谁在解决问题。
类:一个抽象的概念,即为生活中的”类别”。
对象:类的具体实例,即归属于某个类别的”个体”。
同类型的多个对象,行为相同,数据不同。

主要思想

分而治之

  • 将一个大的需求分解为许多类,每个类处理一个独立的模块。
  • 拆分好处:独立模块便于分工,每个模块便于复用,可扩展性强。

封装变化

  • 变化的地方独立封装,避免影响其他模块。

高内聚

  • 类中各个方法都在完成一项任务(单一职责的类)。
  • 复杂的实现封装在内部,对外提供简单的调用。

低 耦 合

  • 类与类的关联性依赖度要低(每个类独立)。
  • 让一个模块的改变,尽少影响其他模块。

实例

[例如:硬件高度集成化,又要可插拔]
最高的内聚莫过于类中仅包含1个方法,将会导致高内聚高耦合。
最低的耦合莫过于类中包含所有方法,将会导致低耦合低内聚。

优势

高复用性、高扩展性、高维护性、高移植性。

三大特性

封装:

  • 数据角度讲,将一些基本数据类型复合成一个自定义类型。
  • 方法角度讲,向类外提供功能,隐藏实现的细节。
  • 设计角度讲,分而治之,高内聚低耦合,封装变化。

继承:

  • 统一概念。
  • 重用现有类的功能,在此基础上进行扩展。

多态:

  • 父类的同一种动作或者行为,在不同的子类上有不同的实现。
  • (父类调用同一方法,在不同的子类上有不同的执行效果)
  • 实现手段:虚方法、抽象方法、接口方法。

设计的八大原则

开-闭原则(目标、总的指导思想)

  • Open Closed Principle
  • 对扩展开放,对修改关闭。
  • 增加新功能,不改变原有代码。

类的单一职责(一个类的定义)

  • Single Responsibility Principle
  • 一个类有且只有一个改变它的原因。
  • 适用于基础类,不适用基于基础类构建复杂的聚合类。

依赖倒置(依赖抽象)

  • Dependency Inversion Principle
  • 客户端代码(调用的类)尽量依赖(使用)抽象的组件。
  • 抽象的是稳定的。实现是多变的。

组合复用原则(复用的最佳实践)

  • Composite Reuse Principle
  • 如果仅仅为了代码复用优先选择组合复用,而非继承复用。
  • 组合的耦合性相对继承低。

里氏替换(继承后的重写,指导继承的设计)

  • Liskov Substitution Principle
  • 父类出现的地方可以被子类替换,在替换后依然保持原功能。
  • 子类要拥有父类的所有功能。
  • 子类在重写父类方法时,尽量选择扩展重写,防止改变了功能。

接口隔离(功能拆分)

  • Interface Segregation Principle
  • 尽量定义小而精的接口interface,少定义大而全的接口。本质与单一职责相同。
  • 小接口之间功能隔离,实现类需要多个功能时可以选择多实现.或接口之间做继承。

面向接口编程而非面向实现(切换、并行开发)

  • 客户端通过一系列抽象操作实例,而无需关注具体类型。
  • 便于灵活切换一系列功能。
  • 实现软件的并行开发。

迪米特法则(类与类交互的原则)

  • Law of Demeter
  • 不要和陌生人说话。
  • 类与类交互时,在满足功能要求的基础上,传递的数据量越少越好。因为这样可能降低耦合度。

封装 encapsulation

定义

  1. 数据角度讲,将一些基本数据类型复合成一个自定义类型。
  2. 方法角度讲,向类外提供功能,隐藏实现的细节。
  3. 设计角度讲,分而治之,高内聚低耦合,封装变化。

作用

  1. 松散耦合,降低了程序各部分之间的依赖性。
  2. 简化编程,使用者不必了解具体的实现细节,只需要调用对外提供的功能。
  3. 增强安全性,以特定的访问权限来使用类成员,保护成员不被意外修改。

访问修饰符

  1. private:私有的,类成员默认级别,仅在类内部可见。
  2. internal:内部的,类默认级别,仅在程序集内可见。
  3. protected:受保护的,类内部与派生类中可见。
  4. protected internal:意为 internal 或 protected; 程序集内或者派生类中可见。
  5. public:公有的,类内类外都可见。

案例

需求

  1. 玩家可以通过键盘或者摇杆控制主角运动。
  2. 运动过程中播放相应的动画。
  3. 玩家控制主角打怪,怪受伤,可能死亡。

分析

角色系统,成长系统,技能系统,动画系统,运动系统,任务系统,背包系统,结算系统。

  1. 识别对象:主角,小怪,输入控制,动画。
  2. 分配职责:
    主角:存储状态(攻击力,攻击速度,生命,魔法),受伤,死亡。
    小怪:存储状态(攻击力,攻击速度,生命,魔法),受伤,死亡。
    马达:移动, 旋转。
    输入控制:控制移动,控制攻击。
    动画系统:管理动画片段,提供动画事件。,
  3. 建立交互:
    移动: 检测到玩家开始移动调用动画系统播动画调用马达的移动方法检测到玩家松开按钮结束触摸调用动画系统取消动画。
    打怪: 按下技能按钮调用技能系统释放技能调用动画系统播动画处理动画事件
    调用小怪的受伤可能调用死亡方法。

设计

  1. 运动系统
    角色马达:CharacterMotor
    数据:移动速度 moveSpeed,转向速度 rotationSpeed,角色控制器(chController)
    行为:移动(Movement),转向(LookAtTarget)
  2. 动画系统
    角色动画参数类:CharacterAnimationParameter
    数据:动画片段
    *动画事件行为:AnimationEventBehaviour
    数据:动画组件(anim)
    行为: 攻击时使用(OnAttack),撤销动画播放(OnCancelAnim)
  3. 角色系统
    主角状态:PlayerStatus
    数据:生命(HP,maxHP),魔法(SP,maxSP),基础攻击力(baseATK),防御(defence),攻击间隔 (attackInterval),攻击距离(attackDistance),动画参数(animParams)
    行为:受击(Damage) 死亡(Dead)
  4. 小怪状态:MonsterStatus
    数据:生命(HP,maxHP),魔法(SP,maxSP),基础攻击力(baseATK),防御(defence),攻击间隔 (attackInterval),攻击距离(attackDistance),动画参数(animParams)
    行为:受击(Damage),死亡(Dead)
  5. 摇杆输入控制:CharacterInputController
    数据:马达(chMotor), (EasyTouch插件)
    行为:摇杆移动执行的方法,摇杆停止时执行的方法

继承 extends

定义

重用现有类的功能,在此基础上进行扩展。

优点

  1. 复用代码的一种方式。
  2. 统一概念,以层次化的方式管理类。

缺点

耦合度高
适用性

  1. 多个类具有相同的数据或行为。
  2. 多个类从概念上是一致的,且需要进行统一处理。

语法

1
2
3
4
class A: B 
{

}
  1. 表示A类继承B类,A类称为子类(派生类),B类称为父类(基类,超类)
  2. 通过this关键字访问本类成员、通过base关键字访问父类成员。
  3. 一个类最多只能继承另一个类。

抽象类

语法:

  • 用abstract修饰类即为抽象类

  • 抽象类中可能包含抽象成员(方法,属性)

  • 抽象类不能创建对象

语义:

  • 表示一个概念的抽象.

  • 只表示做什么,拥有什么数据,但往往不表达具体做法。

适用性:

  1. 当有行为,但是不需要实现的时候。

  2. 当有一些行为,在做法上有多种可能时,但又不希望客户了解具体做法。

抽象类与普通类区别:

  • 相同:都可以有静态、实例成员(数据、方法、构造函数)
  • 不同:抽象类使用abstract修饰,可能有抽象方法,不能直接创建对象

抽象方法

语法:

  • 用abstract修饰并且没有实现的方法.只有方法声明,没有实现。
  • 抽象方法只能出现在抽象类中。
  • 抽象方法在本类中不实现,实现推迟到子类中,子类必须重写override实现。

语义:

  • 描述做什么,不描述怎么做。
  • 一个行为的抽象。

多态 polymorphism

定义

  • 父类同一种动作或者行为(父类型的引用调用同一方法),在不同的子类上有不同的实现。

  • 继承将相关概念的共性进行抽象,并提供了一种复用的方式;多态在共性的基础上,体现类型及行为的个性化,即一个行为有多个不同的实现。

实现手段

  1. 虚方法: 父类型的引用 指向 子类的对象,调用虚方法,执行子类中的重写方法。
  2. 抽象方法:抽象类的引用 指向 实现类的对象,调用抽象方法,执行实现类中重写方法。
  3. 接口:接口的引用 指向 实现类的对象,调用接口方法,执行实现类中重新方法。

方法隐藏

  • 定义:在子类中使用new关键字修饰的与父类同签名的方法。

  • 作用:通过子类引用调用时,覆盖继承而来但不适用的旧方法,执行子类的新方法。

隐藏原理

  • 子类在方法表中增加一个新地址。

  • 所以通过子类引用调用时使用新纪录,执行子类中新方法;

  • 通过父类引用调用时使用旧纪录,执行父类中方法。

虚方法

  • 定义:用vritual关键修饰的已实现方法。

  • 作用:可以在子类中重写的方法,从而实现调用父类执行子类的效果。

方法重写

  • 语法:在子类中使用override关键字修饰的方法。

  • 作用:父类的方法在子类中不适用(虚方法),或父类没有实现(抽象方法)。子类重写可以满足对该方法的不同需求。方法重写时必须在方法前加override关键字。

  • 三种方法可以重写:

    1. abstract 方法在子类必须重写,除非子类也是抽象类。

    2. virtual 方法在子类可以重写,父类方法的做法与子类不同。

    3. override方法,已经重写过的方法,在子类还可以继续重写,除非被标识为sealed。

重写原理

  • 子类在方法表中修改对应的地址。

  • 所以不管通过父类还是子类型的引用,调用方法时,都执行对象真实类型中定义的方法。

动态绑定(晚期绑定)与静态绑定(早期绑定)

  • 绑定:类型与关联的方法的调用关系,通俗讲就是一个类型能够调用哪些方法。

  • 静态绑定:是指调用关系是在运行之前确定的,即编译期间。

  • 动态绑定:是指调用关系是在运行期间确定的。

  • 静态绑定因为在编译期确定,不占用运行时间,所以调用速度比动态绑定要快。

  • 动态绑定因为在运行期确定,占用运行时间,但是更灵活。

  • 方法重写是动态绑定。

  • 方法隐藏是静态绑定。

密封 Sealed

  1. 用在类的定义上,指示当前类不能做父类,也就是任何类都不可继承当前类

  2. 用在重写的成员,指示当前类的子类,不能再次重写该成员

接口 interface

定义

  • 一组对外的行为规范,要求它的实现类必须遵循。

  • 只关注行为,不关注数据,且不关注行为的实现,实现由实现类完成。

  • 一组行为的抽象。

作用

  • 规范不同类型的行为,达到了不同类型在行为上是一致的。

  • 扩展一个已有类的行为。

语法

  • 使用interface关键定义。接口名建议用”I”开头,其后单词首字母大写。

  • 接口中不能包含字段,可以包含:方法,属性,索引器,事件。

  • 接口中的所有成员不能有实现,全部默认抽象的。

  • 实现类实现接口用:与继承相同。

  • 类与类是单继承,类与接口是多实现,接口与接口是多继承。

  • 结构(struct)可以实现接口,但不能被继承。

抽象类与接口的选择策略

  • 抽象类与子类之间关系:is a [是一种]

  • 接口与实现类之间关系:can do [能够做(功能)]

接口的显式实现

作用:

  1. 解决多接口实现时的二义性

  2. 解决接口中的成员对实现类不适用的问题

做法:

  • 在实现的成员前加接口名,并且不能加任何访问修饰符,默认为private
  • 显式实现成员只能通过接口类型的引用调用。

Void InterFace1.Fun() { }

Framework常用接口

  • IComparable 可比较,使类型支持比大小的功能

  • IComparer 比较器,提供比较的方法,常用于排序比较

  • IEnumerable 可枚举,使类型支持简单迭代(foreach)

  • IEnumerator 枚举器,支持MoveNext ,自己可以控制迭代的节奏

Unity协同程序(Coroutine)

定义

  • 具有多个返回点(yield),可以在特定时机分部执行的函数。

原理

  • Unity 每帧处理GameObject 中的协同函数,直到函数执行完毕。

  • 当一个协同函数启动时, 本质创建迭代器对象;调用MoveNext方法,执行到yield暂时退出;待满足条件后再次调用MoveNext方法,执行后续代码, 直至遇到下一个yield为止,如此循环至整个函数结束。

语法

通过MonoBehaviour中的StartCoroutine方法启动,StopCoroutine方法停止。

协程函数返回值类型为IEnumerator,方法体中通过yield关键字定义返回点,通过return XX对象定义继续执行的条件。

可以被yield return的对象:

  1. null或数字 – 在Update后执行,适合分解耗时的逻辑处理。

  2. WaitForFixedUpdate – 在FixedUpdate后执行,适合分解物理操作。

  3. WaitForSeconds – 在指定时间后执行,适合延迟调用。
    WaitForSecondsRealtime – 同上,不受时间缩放影响。

  4. WaitForEndOfFrame – 在每帧结束后执行,适合相机的跟随操作。

  5. Coroutine – 在另一个协程执行完毕后再执行。

  6. WaitUntil – 在委托返回true时执行,适合等待某一操作。
    WaitWhile – 在委托返回false时执行,适合等待某一操作。

  7. WWW – 在请求结束后执行,适合加载数据,如文件、贴图、材质等。

作用

  1. 延时调用。

  2. 分解操作。

反射 reflection

定义

动态获取类型信息,动态创建对象,动态访问成员的过程。

作用

在编译时无法了解类型,在运行时获取类型信息,创建对象,访问成员。

流程

  1. 得到数据类型

  2. 动态创建对象

  3. 查看类型信息(了解本身信息,成员信息)

常用类

  1. 取得数据类型Type

    序号 语法 适用范围
    方式一: Type.GetType(“类型全名”); ​ 适合于类型的名称已知
    方式二: obj.GetType(); 适合于类型名未知,类型未知,存在已有对象
    方式三: typeof(类型) 适合于已知类型
    方式四: Assembly.Load(“XXX”).GetType(“名字”); 适合于类型在另一个程序集中
    P.S. Type类常用Get系列方法 Is系列属性。
  2. MethodInfo(方法)
    重要方法: Invoke

  3. PropertyInfo(属性)
    重要方法:SetValue GetValue

  4. FieldInfo(字段)
    重要方法:SetValue GetValue

  5. ConstructInfo(构造方法)
    重要方法:Invoke

动态创建对象

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Activator.CreateInstance(string 程序集名称,string 类型全名)

Activator.CreateInstance(Type type);

Assembly assembly = Assembly.Load(程序集);

assembly.CreateInstance(Type);

//找到有参构造方法,动态调用构造方法
type.GetConstructor(typeof(string)).Invoke()