Unity 3D脚本编程与游戏开发（1.6）

2.3.2 创建物体

        利⽤预制体创建物体，要使⽤实例化⽅法Instantiate()。它需要⼀个预制体的引⽤作为模版，返回值总是新创建那个物体的引⽤。如果预制体以GameObject类型传⼊，那么返回的结果也是GameObject类型。
⼩提⽰
        任意物体都可以作为模版，但不⼀定是预制体
        预制体的类型是GameObject。有时候由于写代码时的失误，⽤场景中的某个物体作为Instantiate()⽅法的第1个参数，同样也能成功创建新物体。
        这说明在游戏运⾏以后，预制体和其他物体有着同等的地位，都可以使⽤。这种设计⼀⽅⾯增强了脚本的灵活性，另⼀⽅⾯也经常出现因混淆⽽引起的各种bug。关键是要搞清楚引⽤对象的关系。

        在实际使⽤时，有时候要具体指定新建物体的位置、朝向和⽗物体，因此Instantiate()⽅法也具有多种重载形式，它们的区别在于参数不同。编者挑选了3种常⽤的重载形式进⾏说明，如表2-5所⽰。

⼩提⽰
预制体也可以⽤组件代表
        如果读者在IDE⾥查看Instantiate⽅法的原型，会发现第1个参数的类型有点奇怪。Instantiate⽅法的第1个参数是预制体，理应是⼀个GameObject类型，但实际上，这个参数的类型有Object和泛型两种。
        这是由于此⽅法在设计时，兼容了“⽤组件代表预制体”这⼀⽤法，前⾯提过组件也可以代表所挂载的物体。如果⽤某个预制体上挂载的组件作为模板，那么Instantiate⽅法依然会把该物体创建出来，同时返回新物体上同名的组件。这种设计虽然保持了功能不变，但少了⼀步获取组件的操作。
        从学习的⾓度出发，将Instantiate看作⼀种单纯的创建物体的⽅法，有利于排除细节的⼲扰，抓住问题的本质。下⾯是⼀个创建物体的脚本范例。

using UnityEngine;
public class TestInstantiate : MonoBehaviour
{
public GameObject prefab;
void Start()
{
// 在场景根节点创建物体
GameObject objA = Instantiate(prefab, null);
// 创建⼀个物体，作为当前脚本所在物体的⼦物体
GameObject objB = Instantiate(prefab, transform);
// 创建⼀个物体，指定它的位置和朝向
GameObject objC = Instantiate(prefab, new
Vector3(3,0,3), Quaternion.
identity);}
}

        以上代码利⽤预制体创建了3个物体，⽽且为了获得预制体的引⽤，特地将prefab变量公开，以便在编辑器中给它赋值。先在编辑器中给prefab设置初始值，然后再运⾏脚本，就会以prefab
为模版，创建3个物体。
        再举⼀个例⼦，有时需要有规则地创建⼀系列物体。例如10个物体等间距围成⼀个标准的环形，这种情况⽤编辑器拖曳是很难做到精确的，最好是⽤脚本创建它们，其代码如下。

using UnityEngine;
public class TestInstantiate : MonoBehaviour
{
public GameObject prefab;
void Start()
{
// 创建10个物体围成环形
for (int i=0; i<10; i++)
{
Vector3 pos = new Vector3(Mathf.Cos(i*
(2*Mathf.PI)/10), 0,
Mathf.Sin(i*(2*Mathf.PI)/10));
pos *= 5; // 圆环半径是5
Instantiate(prefab, pos, Quaternion.identity);
}
}
}

为了让物体围成圆圈，上⾯的代码⽤到了圆的参数⽅程：

        由于Mathf.Sin()⽅法和Mathf.Cos()⽅法的参数为弧度，因此代码中出现了Mathf.PI，它代表圆周率π。

2.3.3 创建组件

        创建组件并将其添加到物体上，通常使⽤GameObject.AddComponent()⽅法。以下代码先获取Cube物体，再给它添加Rigidbody组件。

using UnityEngine;
public class TestInstantiate : MonoBehaviour
{
void Start()
{
GameObject go = GameObject.Find("Cube");
go.AddComponent<Rigidbody>();
}
}

        AddComponent使⽤时要带上⼀个尖括号，⾥⾯写上要创建的组件的类型。这种写法与GetComponent类似，它们都利⽤了C#的泛型语法。AddComponent是GameObject类的⽅法，调⽤主体是某个游戏物体。

2.3.4 销毁物体或组件

        使⽤Destroy()⽅法可以销毁物体或组件。为了演⽰效果，下⾯编写⼀个略带互动性的例⼦。

using UnityEngine;
public class TestDestroy : MonoBehaviour
{
public GameObject prefab;
void Start()
{
// 创建20个物体围成环形
for (int i=0; i<20; i++)
{
Vector3 pos = new Vector3(Mathf.Cos(i*
(2*Mathf.PI)/20), 0,
Mathf.Sin(i*(2*Mathf.PI)/20));
pos *= 5; // 圆环半径是5
Instantiate(prefab, pos, Quaternion.identity);
}
}
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
{
GameObject cube = GameObject.Find("Cube(Clone)");
Destroy(cu be);
}
}
}

        这段代码演⽰了创建物体与销毁物体，它是在之前创建物体的代码基础上修改⽽成的。运⾏游戏时，会先创建20个物体，然后每当⽤户按D键，就会删除⼀个物体。
        在实践中会发现很多细节，如⽤Instantiate()⽅法创建的物体会带上“(Clone)”后缀，因此仅仅阅读书本是不够的。接下来有个问题是，如果将上⽂的代码修改如下，会导致错误吗？

void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
{
GameObject cube = GameObject.Find("Cube(Clone)");Destroy(cu be);
cube.AddComponent<Rigidbody>();
}
}

        上述代码表⽰销毁cube之后，⼜紧接着给cube添加Rigidbody组件。⽤程序思维来考虑，这个做法是有问题的，销毁物体会导致引⽤失效，⽽使⽤失效的引⽤会导致异常。
        但是通过测试，竟然发现没有错误。这是因为Unity在设计之初就考虑了引⽤失效的问题，因此在执⾏Destroy()⽅法后，并不会⽴即销毁该物体，⽽是稍后放在合适的时机去销毁。这样就保证了在当前这⼀帧⾥，对cube的操作不会产⽣错误。
        在个别情况下如果有⽴即销毁的需求，Unity提供了DestroyImmediate()⽅法。在游戏开发中，代码执⾏的“时机”是⼀个根本性的难题，实践中⼤量bug背后都是时机不合适导致的。这点读者要在实践中慢慢体会。

2.3.5 定时创建和销毁物体

        游戏中延迟创建物体和延迟销毁物体是常⻅的需求。
        延迟创建物体⼀般⽤于等待动画结束和定时刷新怪物等。延迟销毁物体则⽤于定时让⼦弹、⼫体消失等情况，因为游戏中的物体不能只创建⽽不销毁，不然物体会越来越多，从⽽导致游戏卡顿甚⾄⽆响应。
        延迟需要准确定时，如在未来的第⼏秒执⾏。在2.5节会讨论协程⽅式延迟，⽽这⾥⽤简易的Invoke()⽅法。Invoke()⽅法有两个参数，第1个参数是以字符串表⽰的⽅法名称，第2个参数表⽰延迟的时间，单位为秒。

        Invoke()⽅法可以延迟调⽤⼀个⽅法，但要求该⽅法没有参数也没有返回值。
        可以⽤Invoke()⽅法编写⼀个每隔0.5秒⽣成⼀个物体的动态效果，其代码如下。

using UnityEngine;
public class TestInvoke : MonoBehaviour
{
public GameObject prefab;
int counter = 0;
void Start()
{
Invoke("CreatePrefab", 0.5f);
}
void CreatePrefab()
{
Vector3 pos = new Vector3(Mathf.Cos(counter * (2 *
Mathf.PI) / 10), 0,
Mathf.Sin(counter * (2 * Mathf.PI) / 10));
pos *= 5; // 圆环半径是5
Instantiate(prefab, pos, Quaternion.identity);
counter++;
if (counter < 10)
{
Invoke("CreatePrefab", 0.5f);
}
}
}

        由于Invoke()⽅法不⽀持参数，因此需要⽤巧妙的⽅式实现，读者可以把它当作⼀个程序设计练习进⾏阅读。上⾯的代码依靠在被调⽤⽅法的内部再次调⽤Invoke()，模拟实现了循环过程，并⽤counter计数器限制了循环的次数。试着执⾏上⾯的代码并分析过程，有助于理解Invoke调⽤的过程。
        与延迟创建物体类似，延迟销毁也同样可以⽤Invoke()实现。但延迟销毁的需求更为常⻅，因此Unity为Destroy()⽅法增添了延时的功能。Destroy()⽅法的第2个参数就可以⽤于指定销毁延迟的时间。为了试验，可以修改第2.3.4⼩节中测试程序的Update()⽅法。

void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
{
GameObject cube = GameObject.Find("Cube(Clone)");
//Destroy(cu b e);
// 将上⼀句改为延迟0.8 秒
Destroy(cube, 0.8f);
cube.AddComponent<Rigidbody>();
}
}

        这样修改，可以在按住D键0.8秒以后，销毁物体。当然这⾥只是讲解了其原理和⽤法，更好的使⽤场景⻅本章最后的完整游戏实例。

2.4 脚本的⽣命周期

        到这⾥为⽌，本书已经讲解了Unity的⼤部分核⼼功能。下⽂将再补上⼀环——脚本的⽣命周期。
        脚本的⽣命周期（MonoBehaviour Lifecycle）是Unity官⽅给出的术语。实际上读者可以简单将它理解为，⼀个脚本的创建和销毁两个关键事件，以及在此过程中可能触发的各种事件。这⾥最关⼼的是所有事件的种类，以及它们的触发时机，因为脚本逻辑只有写在合适的事件⾥，且在合适的时机执⾏，才能恰到好处地实现想要的功能。Unity提供的事件⾮常多，⼤部分事件暂时⽤不到。接下来分模块、挑重点进⾏讲解。

2.4.1 理解脚本的⽣命周期

        ⾸先要确定，脚本虽然功能强⼤，但它毕竟是Unity的众多系统之⼀，完全受到引擎的管理和调度。在脚本中可以编写各种功能，但什么时候脚本会被调⽤，这完全由Unity决定。
        以熟悉的Start()⽅法和Update()⽅法为例。当在组件脚本中写下Update()⽅法时，就意味着向引擎“注册”了更新事件。当引擎对所有组件执⾏更新操作时，也会捎带这个脚本组件。反过来说，如果没有定义Update()⽅法，那么引擎在更新时，就会跳过这个脚本。
⼩提⽰
        建议彻底删除不需要的事件⽅法默认脚本中已经写好了Start⽅法和Update⽅法。如果不需要
Update⽅法，最好将它的定义彻底删除。经过上⾯的讲解，读者应该能想到原因：只要Update存在，就算内容是空的，这个空⽩的⽅法也会被调⽤，理论上每秒会带来数⼗次调⽤⽅法的性能开销。虽然这个性能开销很⼩，但是调⽤频率较⾼且毫⽆必要。
        可以把引擎每⼀帧需要做的事，想象成在标准跑道上跑⼀圈。在跑⼀圈的过程中会有很多项常规⼯作，也有⼀些突发事件需要处理。引擎允许脚本订阅它所挂载物体的各类事件，当这个事件发⽣时，引擎就会通知脚本组件，并运⾏相应的⽅法。这些事件的种类较多，⼤体上包含了初始化、物理计算、更新、渲染和析构等⽅⾯，因此编者挑选了⼀些常⽤的脚本事件，归纳在图2-29中。

        为帮助读者更好地理解以上内容，再举⼀个例⼦。现在读者应该知道，脚本代码的执⾏，只是引擎整体运⾏的⼀个⼩环节。由于脚本执⾏时还占⽤着计算资源，引擎还等待着脚本执⾏完毕，因此脚本⽅法必须尽快执⾏，尽快返回。如果⽅法的执⾏时间超过了数⼗毫秒，就会引起明显的脚本卡顿，如果脚本出现了死循环等问题，就会导致整个游戏进程卡死。读者可以在Start⽅法中编写⼀个死循环做试验。
        由于不能妨碍引擎的正常运⾏，因此当需要延迟或定时执⾏操作时，不能⽤死循环或休眠等⽅式，以免影响代码的执⾏。2.3.5⼩节所说的Invoke()⽅法和之后讲解的协程，都是⽤来实现延迟或定时操作的⽅式。
⼩提⽰
        死循环会导致Unity程序卡死在脚本中出现死循环等情况，会导致Unity主进程卡死。如果彻
底卡死⽆响应，就只能⽤计算机操作系统的任务管理器强⾏结束任务。