本文由開發者Najmm Shora介紹在Unity中通過使用命令模式實現回放功能，撤銷功能和重做功能。我們可以使用該方法來強化自己的策略類游戲。

你是否想知道《超級食肉男孩》(Super Meat Boy)等游戲是如何實現回放功能的？其中一種方法是完全按照玩家發出的命令執行輸入，這意味著輸入需要以某種方式存儲。

命令模式可用于執行此操作和其他操作。如果你希望在策略游戲里實現撤銷和重做功能，命令模式也非常實用。
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在本教程中，我們將使用C#實現命令模式，然后使用命令模式來遍歷3D迷宮中的機器人角色。

我們會學習到以下內容：
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• 命令模式的基礎知識。
• 實現命令模式的方法。
• 對輸入命令進行排隊，并推遲執行。
• 在執行前，撤銷和重做已發出的命令。

本教程使用Unity 2019.1和C# 7，學習本文你需要熟悉Unity的使用，并且對C#有一定的了解。

學習準備

本教程將為你提供項目文件和素材，請發送［命令模式］到微信后臺，獲取下載地址。

下載完成項目素材后，請解壓文件，并在Unity中打開Starter項目。然后打開RW/Scenes文件夾，打開主場景。

如下圖所示，場景中有一個迷宮和機器人，左側有一個顯示指令的終端UI。地面的是一個網格，當玩家在迷宮中移動機器人時，這些網格將有助于玩家進行觀察。
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場景中最有趣的部分是Bot對象，它代表游戲中的機器人，我們在層級窗口單擊選中該對象。
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在檢視窗口查看該對象，可以看見它帶有Bot組件，我們將在發出輸入命令時使用該組件。
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理解Bot的邏輯

我們打開RW/Scripts文件夾，在代碼編輯器打開Bot腳本。我們不必了解Bot腳本的作用，但要了解其中的Move方法和Shoot方法的使用。

我們發現，Move方法會接收一個類型為CardinalDirection的輸入參數。CardinalDirection是一個枚舉，類型為CardinalDirection的枚舉對象可以為Up，Down，Right或Left。

根據所選的CardinalDirection不同，機器人會在網格上朝著對應方向移動一個網格。
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Shoot方法可以讓機器人發射炮彈，摧毀黃色的墻體，但對其它墻體毫無作用。
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現在查看ResetToLastCheckpoint方法，我們對迷宮進行觀察。在迷宮中，有一些點被稱為檢查點。為了通過迷宮，機器人應該到達綠色檢查點。
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在機器人穿過新檢查點時，該點會成為機器人的最后檢查點。ResetToLastCheckpoint方法會重置機器人的位置到最后檢查點。
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什么是命令設計模式

命令模式是《設計模式：可復用面向對象軟件的基礎》（Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software）一書中介紹的23種設計模式之一。

書中寫道：命令模式把請求封裝為對象，從而允許我們使用不同的請求，隊列或日志請求，來參數化處理其它對象，并支持可撤銷的操作。

這么表達或許難以理解，下面我們詳細講解一下。

封裝：方法調用封裝為對象的過程。
?

參數化其它對象：封裝的方法可以根據輸入參數來處理多個對象。

請求的隊列：得到的“命令”可以在執行前和其它命令一起存儲。
?

命令隊列

“Undoable”（可撤銷）在此不是指無法實現的東西，而是指可以通過撤銷功能恢復的操作。那么這些內容怎么用代碼表示呢？

簡單來說，Command類會有Execute方法，該方法可以接收一個名為Receiver的對象作為輸入參數。因此，Execute方法會由Command類進行封裝。

Command類的多個實例可以作為常規對象來傳遞，這表示它們可以存儲在數據結構中，例如：隊列，棧等。

為了執行命令，Execute方法需要進行調用。觸發執行過程的類叫作Invoker。

我們的項目中已包含一個名叫BotCommand的空類。下面我們將完成要求，讓Bot對象可以使用命令模式執行動作。


移動機器人Bot對象


實現命令模式

首先，打開RW/Scripts文件夾，在編輯器打開BotCommand腳本，并加入下面的代碼。

//1

? ? private readonly string commandName;

? ? //2

? ? public BotCommand(ExecuteCallback executeMethod, string name)

? ? {

? ?? ???Execute = executeMethod;

? ?? ???commandName = name;

復制代碼

代碼解讀：
?

• commandName變量用于存儲用戶可以理解的命令名稱。
• BotCommand構造函數會接收一個函數和一個字符串，它幫助我們設置Command對象的Execute方法和名稱。
• ExecuteCallback委托會定義封裝方法的類型。封裝方法會返回void類型，接收類型為Bot對象作為輸入參數。
• Execute屬性會引用封裝方法，我們要使用它來調用封裝方法。
• ToString方法會被重寫，返回commandName字符串，該方法主要在UI中使用。

保存改動，現在我們已經實現了命令模式。

創建命令

我們從RW/Scripts文件夾中打開BotInputHandler腳本。

我們將創建BotCommand的5個實例，這些實例會分別封裝方法，從而讓Bot對象向上、下、左、右移動，以及讓機器人發射炮彈。

添加下列代碼到BotCommand類中。

? ?//1

? ? private static readonly BotCommand MoveUp =

? ?? ???new BotCommand(delegate (Bot bot) { bot.Move(CardinalDirection.Up); }, "moveUp");

? ? //2

? ? private static readonly BotCommand MoveDown =

? ?? ???new BotCommand(delegate (Bot bot) { bot.Move(CardinalDirection.Down); }, "moveDown");

? ? //3

? ? private static readonly BotCommand MoveLeft =

? ?? ???new BotCommand(delegate (Bot bot) { bot.Move(CardinalDirection.Left); }, "moveLeft");

? ? //4

? ? private static readonly BotCommand MoveRight =

? ?? ???new BotCommand(delegate (Bot bot) { bot.Move(CardinalDirection.Right); }, "moveRight");

? ? //5

? ? private static readonly BotCommand Shoot =

? ?? ???new BotCommand(delegate (Bot bot) { bot.Shoot(); }, "shoot");

復制代碼

在每個實例中，都有一個匿名方法傳到構造函數。該匿名方法會封裝在相應命令對象之中，每個匿名方法的簽名都符合ExecuteCallback委托設置的要求。

此外，構造函數的第二個參數是一個字符串，表示用于指代命令的名稱。該名稱會通過命令實例的ToString方法返回，它會在后面為UI使用。

在前4個實例中，手機游戲出售平臺匿名方法會在Bot對象上調用Move方法。

對于MoveUp、MoveDown、MoveLeft和MoveRight命令，傳入Move方法的參數分別是CardinalDirection.Up，CardinalDirection.Down，CardinalDirection.Left和CardinalDirection.Right，這些參數對應著Bot對象的不同移動方向。

在第5個實例上，匿名方法在Bot對象調用Shoot方法。這將在執行該命令時，讓機器人發射炮彈。

現在我們創建了命令，這些命令需要在用戶發出輸入時進行訪問。請將下面的代碼添加到BotInputHandler中。

public static BotCommand HandleInput()

? ? {

? ?? ???if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return MoveUp;

? ?? ???}

? ?? ???else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.S))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return MoveDown;

? ?? ???}

? ?? ???else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return MoveRight;

? ?? ???}

? ?? ???else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return MoveLeft;

? ?? ???}

? ?? ???else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return Shoot;

? ?? ???}

? ?? ???return null;

? ? }

復制代碼

HandleInput方法會根據用戶的按鍵，返回單個命令實例。繼續下一步前，保存改動內容。

使用命令

現在我們要使用創建好的命令。打開RW/Scripts文件夾，在代碼編輯器打開SceneManager腳本。在該類中，我們會發現有UIManager類型的uiManager變量的引用。

UIManager類為場景中的終端UI提供了實用的功能性方法。此外，Bot變量引用了附加到Bot對象的Bot組件。

我們將下面的代碼添加給SceneManager類，替換代碼注釋//1的已有代碼。
?

//1

? ? private List<BotCommand> botCommands = new List<BotCommand>();

? ? private Coroutine executeRoutine;

? ? //2

? ? private void Update()

? ? {

? ?? ???if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Return))

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?ExecuteCommands();

? ?? ???}

? ?? ???else

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?CheckForBotCommands();

? ?? ???}? ?? ?? ?

? ? }

? ? //3

? ? private void CheckForBotCommands()

? ? {

? ?? ???var botCommand = BotInputHandler.HandleInput();

? ?? ???if (botCommand != null && executeRoutine == null)

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?AddToCommands(botCommand);

? ?? ???}

? ? }

? ? //4

? ? private void AddToCommands(BotCommand botCommand)

? ? {

? ?? ???botCommands.Add(botCommand);

? ?? ???//5

? ?? ???uiManager.InsertNewText(botCommand.ToString());

? ? }

? ? //6

? ? private void ExecuteCommands()

? ? {

? ?? ???if (executeRoutine != null)

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return;

? ?? ???}

? ?? ???executeRoutine = StartCoroutine(ExecuteCommandsRoutine());

? ? }

? ? private IEnumerator ExecuteCommandsRoutine()

? ? {

? ?? ???Debug.Log("Executing...");

? ?? ???//7

? ?? ???uiManager.ResetScrollToTop();

? ?? ???//8

? ?? ???for (int i = 0, count = botCommands.Count; i < count; i++)

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?var command = botCommands[i];

? ?? ?? ?? ?command.Execute(bot);

? ?? ?? ?? ?//9

? ?? ?? ?? ?uiManager.RemoveFirstTextLine();

? ?? ?? ?? ?yield return new WaitForSeconds(CommandPauseTime);

? ?? ???}

? ?? ???//10

? ?? ???botCommands.Clear();

? ?? ???bot.ResetToLastCheckpoint();

? ?? ???executeRoutine = null;

? ? }

復制代碼

保存代碼，通過使用這些代碼，我們可以在游戲視圖正常運行項目。

運行游戲并測試命令模式
現在要構建所有內容，在Unity編輯器按下Play按鈕。

我們可以使用W，A，S，D按鍵輸入方向命令。輸入射擊模式時，使用F鍵。最后按下回車鍵執行命令。
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?

現在觀察代碼添加到終端UI的方式。命令會通過它們在UI中的名稱表示，該效果通過commandName變量實現。

在執行前，UI會滾動到頂部，執行后的代碼行會被移除。

詳解命令代碼

現在我們詳解在使用命令部分添加的代碼。

botCommands列表存儲了BotCommand實例的引用。考慮到內存，我們只可以創建5個命令實例，但有多個引用指向相同的命令。此外，executeCoroutine變量引用了ExecuteCommandsRoutine，后者會處理命令的執行過程。

如果用戶按下回車鍵，更新檢查結果，此時它會調用ExecuteCommands，否則會調用CheckForBotCommands。

CheckForBotCommands使用來自BotInputHandler的HandleInput靜態方法，檢查用戶是否發出輸入信息，此時會返回命令。返回的命令會傳遞到AddToCommands。然而，如果命令被執行的話，即如果executeRoutine不是空的話，它會直接返回，不把任何內容傳遞給AddToCommands。因此，用戶必須等待執行過程完成。

AddToCommands給返回的命令實例添加了新引用，返回到botCommands。

UIManager類的InsertNewText方法會給終端UI添加新一行文字。該行文字是作為輸入參數傳給方法的字符串。我們會在此給它傳入commandName。

ExecuteCommands方法會啟動ExecuteCommandsRoutine。

UIManager類的ResetScrollToTop會向上滾動終端UI，它會在執行過程開始前完成。

ExecuteCommandsRoutine有一個for循環，它會迭代botCommands列表中的命令，通過把Bot對象傳給Execute屬性返回的方法，逐個執行這些命令。在每次執行后，我們會添加CommandPauseTimeseconds時長的暫停。

UIManager類的RemoveFirstTextLine方法會移除終端UI里的第一行文字，只要那里仍有文字。因此，每個命令執行后，它的相應名稱會從終端UI移除。

執行所有命令后，botCommands會清空，機器人會使用ResetToLastCheckpoint，重置到最后檢查點。接著，executeRoutine會設為null，用戶可以繼續發出更多輸入信息。


實現撤銷和重做功能

我們再運行一次場景，嘗試到達綠色檢查點。現在無法撤銷輸入的命令，這意味著如果犯了錯，我們無法后退，除非執行完所有命令。

我們可以通過添加撤銷功能和重做功能來解決該問題。返回SceneManager.cs腳本，在botCommands的List聲明后添加以下變量聲明。
?

private Stack <BotCommand> undoStack = new Stack <BotCommand>（）;

復制代碼

undoStack變量屬于來自Collections命名空間的Stack類，它會存儲撤銷的命令引用。

現在，我們要分別為撤銷和重做添加UndoCommandEntry和RedoCommandEntry兩個方法。在SceneManager類中，添加下面代碼到ExecuteCommandsRoutine后。
?

private void UndoCommandEntry()

? ? {

? ?? ???//1

? ?? ???if (executeRoutine != null || botCommands.Count == 0)

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return;

? ?? ???}

? ?? ???undoStack.Push(botCommands[botCommands.Count - 1]);

? ?? ???botCommands.RemoveAt(botCommands.Count - 1);

? ?? ???//2

? ?? ???uiManager.RemoveLastTextLine();

? ???}

? ? private void RedoCommandEntry()

? ? {

? ?? ???//3`

? ?? ???if (undoStack.Count == 0)

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?return;

? ?? ???}

? ?? ???var botCommand = undoStack.Pop();

? ?? ???AddToCommands(botCommand);

? ? }

復制代碼

解讀這部分代碼：
?

• 如果命令正在執行，或botCommands列表是空的，UndoCommandEntry方法不執行任何操作。否則，它會把最后輸入的命令引用推送到undoStack上。這部分代碼也會從botCommands列表移除命令引用。
• UIManager類的RemoveLastTextLine方法會移除終端UI的最后一行文字，這樣在發生撤銷時，終端UI內容符合botCommands的內容。
• 如果undoStack為空，RedoCommandEntry不執行任何操作。否則，它會把最后的命令從undoStack移出，然后通過AddToCommands把命令添加到botCommands列表。

現在我們添加鍵盤輸入來使用這些方法。在SceneManager類中，把Update方法的主體替換為下列代碼。
?

if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Return))

? ? {

? ?? ???ExecuteCommands();

? ? }

? ? else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.U)) //1

? ? {

? ?? ???UndoCommandEntry();

? ? }

? ? else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.R)) //2

? ? {

? ?? ???RedoCommandEntry();

? ? }

? ? else

? ? {

? ?? ???CheckForBotCommands();

? ? }

復制代碼

現在按下U鍵會調用UndoCommandEntry方法，按下R鍵會調用RedoCommandEntry方法。

處理邊緣情況

現在我們快要完成該教程了，在完成前，我們要確定二件事：
?

• 輸入新命令時，undoStack應該被清空。
• 執行命令前，undoStack應該被清空。

首先，我們給SceneManager添加一個新方法。添加下面的方法到CheckForBotCommands之后。
?

private void AddNewCommand(BotCommand botCommand)

? ? {

? ?? ???undoStack.Clear();

? ?? ???AddToCommands(botCommand);

? ? }

復制代碼

該方法會清空undoStack，然后調用AddToCommands方法。

現在把CheckForBotCommands內的AddToCommands調用替換為下列代碼：

AddNewCommand(botCommand);

復制代碼

最后，復制粘貼下列代碼到ExecuteCommands方法內的if語句中，從而在執行前清空undoStack。
?

undoStack.Clear();

復制代碼

現在項目終于完成了，我們保存并構建項目。在Unity編輯器單擊Play按鈕。輸入命令，按下U鍵撤銷命令，按下R鍵恢復被撤銷的命令。

下圖展示了讓機器人到達綠色檢查點。
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的在Unity实现游戏命令模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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