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第十八章协程

article 2024/9/25 9:38:32

我们知道脚本都是继承自MonoBehaviour类，而其中的Update方法里面放置了大部分的游戏逻辑处理代码。Update方法是游戏循环的每一帧都去执行，这就要求我们的代码“无时无刻”不在处理所有的可能发生的情况，并做出相应的处理。如果我们想要完成“一段时间”的逻辑代码，例如在游戏中发射一颗子弹，这个过程相对于游戏无限循环的时间来说，非常的短暂，如果我们在Update中去完成这样的逻辑，需要根据时间来进行判断，显然这个完成过程非常的复杂。这个时候，Unity给我们提供了协程，从字面意义上理解就是协助程序的意思，类似于“线程”，帮助我们在主任务进行的同时，需要一些分支任务配合工作来达到最终的效果。但是，协程不是线程，协程依旧是在主线程中进行。Unity中的协程由协程函数和协程调度器两部分构成。通过关键字IEnumerator来定义一个协程（迭代方法），然后再程序中通过StartCoroutine来开启一个协程。

接下来，我们创建一个“SampleScene8”的新创景，然后创建一个“Cube”和一个“CubeCoroutine.cs”的脚本文件，并将他们附加在一起。接下来，我们就在脚本文件中定义一个协程方法，如下所示

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CubeCoroutine : MonoBehaviour
{
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        // 按下空格键
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            // 启动协程
            StartCoroutine("MoveTest");
        }
    }

    // 定义协程方法
    IEnumerator MoveTest()
    {
        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        yield return null;

        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        yield return null;
    }
}

在上面的代码中，我们使用IEnumerator MoveTest来定义协程方法，方法名称为MoveTest。在协程方法中，我们让Cube沿X轴移动两次，每次移动1个单位长度。然后我们在Update方法中监听空格键的按下，使用StartCoroutine方法来启动协程，方法参数就是协程方法名称。接下来我们就Play当工程，查看运行效果

当我们按下一次空格的时候，Cube会移动两次，每次移动1个单位长度，由于代码执行太快，因此我们看不到两次移动之间的间隔。但是从Inspector检视面板中的X数值可以看到，我们每次按下空格的时候，Cube的确是移动了两个单位的长度。

当然，这样简单的代码并不能展示协程的强大之处。我们先从协程方法里面的return解释一下。在普通方法里面，我们经常使用return方法来返回方法的执行的结果值，但是在协程方法里面，这个return并不是返回结果值。上文代码中的“yield return null;”表示暂停协程等待下一帧继续执行。这样的返回设计，让我们能够控制在指定数量的帧中来执行不同的代码，而不是在所有的帧中执行复杂的条件代码。什么意思呢？

        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        yield return null;

        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        yield return null;

我们的协程方法执行后，会在Update方法中执行transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0))代码，也就是让Cueb沿X轴移动1个单位的距离。然后使用yield return null停止协程方法等待下一次Update方法。下一次Update方法执行后，就会执行协程中第二个transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0))代码，继续让Cueb沿X轴移动1个单位的距离。然后使用yield return null停止协程方法。至此，协程方法执行完毕。

我们回头思考一下发射子弹的协程该如何实现呢？当我们按下空格键代表发射动作的时候，我们可以启动一个子弹飞行协程，在这个协程方法中，我们可以根据指定的速度和射程来移动子弹，协程结束也就代表子弹的飞行逻辑结束。但是，这个需要借助精确的时间来实现。此时，我们可以借助使用“yield return new WairForSeconds(时间);”来表示等待规定时间后继续执行，这样让我们从时间角度出发来执行我们的代码，而不用考虑他们到底在那一帧中去执行。我们稍微改动我们的代码。

    // 定义协程方法
    IEnumerator MoveTest()
    {
        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        //yield return null;
        yield return new WaitForSeconds(1.0f);

        transform.Translate(new Vector3(1, 0, 0));
        yield return null;
    }

说白了，我们让两次移动间隔1秒钟。接下来，我们在来Play当前工程，查看运行效果

这次当我们按下空格键的时候，两次移动之间由于间隔了1秒钟，因此我们看的比较清楚了。从左边的Inspector检视视图中我们也能够看到X从0变到1，再变到2的过程了。接下来，我们回到子弹发射的问题上来。注意，子弹的速度我们可以固定为一个数值，然后射击的距离也可以固定为一个数值。那么，在那个时间点，子弹飞行到哪里，我们就能够计算出来了。如果觉得1秒钟不精确的话，我们可以减小这个时间，这样子弹位置的更新就比较连续了。最后，协程方法也可以定义形参，那么在使用StartCoroutine调用的时候，可以不使用字符串而直接调用方法。代码如下：

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        StartCoroutine(ParamTest(100));
    }

    // 定义包含参数的协程方法
    IEnumerator ParamTest(int x)
    {
        Debug.Log(x);
        yield return null;
    }

运行结果如下：

注意：可以使用 StopCoroutine 和 StopAllCoroutines 来停止协程。当用 SetActive(false) 禁用某个协程所附加到的游戏对象时，该协程也将停止。调用 Destroy销毁游戏对象时候，也会停止自身的协程。但通过在 MonoBehaviour 实例上将 enabled 设置为 false 来禁用 MonoBehaviour 时，协程不会停止。

总结：协程只启动一次。而后Unity会在后续的update中执行协程中的循环体。有多次循环，就会在多少次update去分别执行循环体代码。说白了，协程就是将一个过程化的行为分解到了update方法中执行。Unity中的协程可以有两种用途：第一，延迟调用；第二，分解操作，把一个过程分解执行。例如，敌人死亡后淡出消失，改变材质颜色透明度即可，让透明度由1变成0，这是一个过程，可以使用协程来实现。再比如，我们可以通过协程进行寻路A点,B点,C端（巡逻）。其实现方式就是协程嵌套协程，一个协程完成从一个点A移动到另一个点B后，本协程结束后再开启下一个协程，然后从当前点B在继续移动到下一个点C。

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