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C#高效内存管理：运用对象池与结构体优化技术

article 2025/2/24 20:55:20

前言:

本文演示如何使用对象池和结构体优化技术来实现一个高效的游戏对象管理系统。这个系统会包括一个GameObject类，用于表示游戏对象，一个ObjectPool类来管理这些对象的重用，以及一个使用这些类的实际场景。

using System;
using System.Collections.Generic;

// 泛型对象池类，用于管理对象的重用
public class ObjectPool<T> where T : new()
{
    private readonly Stack<T> _pool = new Stack<T>(); // 内部使用栈来存储对象池

    // 从池中获取一个对象，如果池为空，则创建一个新对象
    public T Rent()
    {
        return _pool.Count > 0 ? _pool.Pop() : new T();
    }

    // 将对象返回到池中以供后续重用
    public void Return(T item)
    {
        _pool.Push(item);
    }
}

// 定义一个游戏对象结构体，用于表示游戏中的对象
public struct GameObject
{
    public int Id { get; } // 对象的唯一标识符
    public string Name { get; } // 对象的名称

    // 结构体的构造函数，用于初始化对象的Id和Name
    public GameObject(int id, string name)
    {
        Id = id;
        Name = name;
    }

    // 显示对象的详细信息
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"GameObject ID: {Id}, Name: {Name}");
    }
}

public class Game
{
    private readonly ObjectPool<GameObject> _pool; // 定义一个对象池来管理GameObject对象

    // 构造函数，初始化对象池
    public Game(int poolSize)
    {
        _pool = new ObjectPool<GameObject>();

        // 初始化池，预先创建一定数量的对象
        for (int i = 0; i < poolSize; i++)
        {
            _pool.Return(new GameObject(i, $"Object{i}"));
        }
    }

    // 从池中获取对象并进行使用
    public void SpawnObject()
    {
        GameObject obj = _pool.Rent(); // 从池中租用一个对象
        obj.Display(); // 显示对象信息

        // 模拟对象的使用
        Console.WriteLine("Object in use...");

        // 使用后将对象返回池中
        _pool.Return(obj);
    }
}

使用：

class Program
{
    static void Main()
    {
        Game game = new Game(5); // 创建游戏实例，并初始化对象池

        // 循环创建并使用对象
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            game.SpawnObject(); // 调用方法以使用对象
        }
    }
}