Unity C#进阶案例 “泛型编程”

在Unity中，C#的泛型编程是一种强大的工具，它允许你编写可复用且类型安全的代码。以下将详细讲解泛型，并通过五个代码实例来展示其在Unity中的实际应用。

泛型基础

什么是泛型？
泛型是C#中的一种特性，它允许你在定义类、接口、方法或委托时，指定一个或多个类型参数。这些类型参数在编译时由实际的类型替换，从而创建特定类型的实例。这样可以确保数据类型的一致性，并避免不必要的装箱和拆箱操作，提高性能和安全性。

例如：

public class MyGenericClass<T>
{
    public T Value { get; set; }
}

在这个例子中，T是一个类型参数，当创建MyGenericClass或MyGenericClass等实例时，T会被具体的数据类型替代。

示例1：泛型类与方法

场景：一个通用容器类，用于存储任意类型的数据。

// 定义泛型类
public class DataContainer<T>
{
    private T data;

    public void SetData(T value)
    {
        data = value;
    }

    public T GetData()
    {
        return data;
    }
}

// 使用
var intContainer = new DataContainer<int>();
intContainer.SetData(42);
int number = intContainer.GetData(); // number 现在是 42

var stringContainer = new DataContainer<string>();
stringContainer.SetData("Hello, World!");
string message = stringContainer.GetData(); // message 现在是 "Hello, World!"

示例2：泛型方法

场景：一个交换两个变量值的方法，适用于任何引用类型或值类型。

public static class Utilities
{
    // 泛型方法
    public static void Swap<T>(ref T a, ref T b)
    {
        T temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
}

// 使用
int x = 10, y = 20;
Utilities.Swap(ref x, ref y); // 交换后，x=20, y=10

string first = "Alice", second = "Bob";
Utilities.Swap(ref first, ref second); // 交换后，first="Bob", second="Alice"

示例3：泛型约束

场景：一个泛型类需要限制只能处理实现了某个接口的类型。

public interface IComparable<T>
{
    int CompareTo(T other);
}

public class SortableList<T> where T : IComparable<T>
{
    private List<T> list = new List<T>();

    public void Add(T item)
    {
        list.Add(item);
    }

    public void Sort()
    {
        list.Sort((a, b) => a.CompareTo(b));
    }
}

// 使用
class CustomType : IComparable<CustomType>
{
    public int CompareTo(CustomType other)
    {
        // 实现比较逻辑
    }
    
    // ...
}

SortableList<CustomType> customList = new SortableList<CustomType>();
customList.Add(new CustomType());
customList.Sort();

示例4：泛型委托与事件

场景：一个通用事件处理器，接受任何类型的参数。

public delegate void GenericEventHandler<T>(object sender, T args);

public class EventManager
{
    public event GenericEventHandler<string> OnStringEvent;
    public event GenericEventHandler<Vector3> OnVector3Event;

    public void RaiseStringEvent(string message)
    {
        OnStringEvent?.Invoke(this, message);
    }

    public void RaiseVector3Event(Vector3 position)
    {
        OnVector3Event?.Invoke(this, position);
    }
}

// 使用
EventManager manager = new EventManager();

manager.OnStringEvent += (sender, message) => Debug.Log($"String event: {message}");
manager.OnVector3Event += (sender, position) => Debug.Log($"Vector3 event: {position}");

manager.RaiseStringEvent("Hello");
manager.RaiseVector3Event(new Vector3(1, 2, 3));

示例5：泛型单例模式（Unity）

场景：创建一个可以在Unity中重用的泛型单例类。

public class Singleton<T> : MonoBehaviour where T : Singleton<T>
{
    protected static T _instance;

    public static T Instance
    {
        get
        {
            if (_instance == null)
            {
                _instance = FindObjectOfType<T>();
                if (_instance == null)
                {
                    GameObject obj = new GameObject(typeof(T).Name);
                    _instance = obj.AddComponent<T>();
                }
            }
            return _instance;
        }
    }

    protected virtual void Awake()
    {
        if (_instance != this)
        {
            Destroy(gameObject);
            return;
        }
        
        DontDestroyOnLoad(gameObject);
    }
}

// 使用
public class GameManager : Singleton<GameManager>
{
    // 游戏管理器的具体实现...
}

以上五个示例展示了泛型在Unity项目中的不同应用场景，从简单的数据容器到复杂的事件处理和设计模式实现。通过使用泛型，可以有效减少重复代码，增强代码的灵活性和可扩展性。

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