漫談 Unity 遊戲開發中 C# 的精髓

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為什麼使用 C# 作為程式設計語言

C++ 和 C# 兩種程式設計語言都是廣泛應用于軟體開發的語言。雖然 C++ 是一種經典的程式設計語言，但是在 Unity 開發中，我們使用 C# 會有以下優勢：

1. 程式員的生産力更高：在 C# 中有很多現成的庫和架構可以使用，這使得程式員在完成開發任務時更加高效。
2. 記憶體管理更加便捷：C++ 中需要手動配置設定記憶體并負責記憶體的釋放。而 C# 中的垃圾回收器可以自動管理記憶體。
3. 跨平台性：C# 代碼可以使用在多個平台之間，使得C#程式的移植性更高。
4. 安全性更高：C# 具有很強的類型檢查和異常處理的能力，可以更好地保證程式的穩定性和安全性。

文法基礎

• 變量和資料類型：C# 語言支援多種資料類型，如整型、浮點型、布爾型等。學習者應該了解這些資料類型的定義和使用方法。
• 流程控制語句：流程控制語句是程式設計中的基本文法，它們包括 if 語句、for 循環、while 循環等。學習者應該掌握這些語句的用法和适用場景。
• 函數和方法：函數和方法是 C# 語言中的重要組成部分，它們用于重複利用代碼并實作代碼的子產品化結構。在學習函數和方法時，學習者應該了解它們的定義和使用方法。

OOP

C# 是一種面向對象的程式設計語言，是以面向對象程式設計也是 C# 的核心部分之一。面向對象程式設計的特點是把對象作為程式的基本單元，通過封裝、繼承、多态等方式來組織和重複利用代碼。在學習面向對象程式設計時，學習者應該掌握以下幾個方面：

• 類和對象：類是面向對象程式設計中的基本概念，它是一種抽象的資料類型，包含資料成員和成員函數。對象是類的執行個體，是通過類建立出來的。學習者應該了解類和對象的定義和使用方法。
• 繼承和多态：繼承是面向對象程式設計中的重要概念，它可以使程式設計更加簡潔和易于修改。多态是面向對象程式設計中的另一個重要概念，它可以使程式更加靈活和可擴充。在學習繼承和多态時，學習者應該了解它們的概念和實作方式。
• 接口和委托：接口是一種規範，它定義了類應該具有哪些方法和屬性。委托是一種可以用于實作事件處理的技術。學習者應該了解接口和委托的概念和使用方法。

C# 的進階特性

除了基礎文法和面向對象程式設計的概念外，C# 還有許多進階特性可以幫助開發者寫出更加優美和高效的代碼。以下是一些 C# 的進階特性：

• 泛型：泛型是一種用于編寫通用代碼的技術，可以大大提高代碼的重複使用率和可讀性。
• LINQ：LINQ 是 C# 中的一種查詢技術，可以友善地查詢各種資料源（如數組、集合、資料庫等）。
• 異步程式設計：異步程式設計允許程式在等待某些操作完成時執行其他操作，進而提高程式的響應速度和性能。
• C# 反射（Reflection）是一種動态語言機制，它可以在程式運作時擷取類型、屬性、方法等資訊，并對它們進行操作，使得我們可以在程式運作時對代碼進行分析和操作，進而擴充程式的功能。
• 特性：特性是一種注釋代碼的方式，可以在不修改代碼的情況下添加額外的中繼資料資訊。這些資訊可以被使用這個代碼的其他程式員或工具所使用。

垃圾回收

在 C# 中，GC（Garbage Collection）指的是垃圾回收器。它是一種自動管理記憶體的機制，在 C# 中，程式員不需要關心記憶體配置設定和釋放的問題，而是由垃圾回收器自動完成。以下是 C# 中垃圾回收器的一些特點：

1. 自動回收無用的記憶體：垃圾回收器會自動掃描記憶體，回收已經沒有使用的記憶體，這樣就避免了記憶體洩漏等問題。
2. 可以避免野指針：在 C# 中，程式員不需要手動管理指針，由垃圾回收器自動管理記憶體，這樣就可以避免野指針的問題。
3. 減少記憶體碎片：垃圾回收器可以進行記憶體的整理和合并，減少記憶體碎片的問題，提高記憶體的利用效率。
4. 運作時性能影響較大：垃圾回收器會在程式運作時執行垃圾回收操作，可能會造成一些性能上的影響，特别是在大型應用程式中。

編譯器

C# 支援三種編譯器都具有将代碼編譯為原生代碼的特點，進而提高程式的性能和安全性。其中 IL2CPP 是 Unity 引擎中常用的編譯器，而 AOT 編譯器可用于移動裝置、嵌入式系統等對啟動時間有特殊需求的場景。Mono 則是跨平台、開源的 .NET Framework 實作，并提供了多種編譯器選項。

• .NET IL2CPP（Intermediate Language to C++）是 Unity 引擎中使用的一種編譯器，它将 C# 或 UnityScript 代碼編譯為 C++ 代碼，進而達到對 .NET 平台上的代碼進行優化的目的。它主要的優點是提高了遊戲的運作速度和安全性，同時減小了遊戲的包體大小。
• AOT（Ahead Of Time）編譯器是另一種将代碼編譯為原生代碼的編譯器，它與 JIT（Just-In-Time）編譯器相對。JIT 在程式運作的時候将 bytecode（即 IL）編譯為本地代碼，這樣性能也可以得到顯著的提高，而 AOT 編譯器是在編譯時将程式編譯成本地代碼，這樣可以減少程式啟動的時間，對于移動裝置、嵌入式系統等環境有一定的優勢。
• Mono 是一個跨平台的開源的 .NET Framework 實作，支援多種作業系統，包括 Windows、Linux 和 macOS 等。在 Unity 引擎中廣泛應用，它提供了對 .NET 4.x 标準的支援，還支援 WCF、WPF、ASP.NET 和 LINQ 等。Mono 有自己的 JIT 編譯器和 AOT 編譯器，可以在運作時或編譯時将代碼轉換為本地代碼，提高應用程式的性能和安全性。

總結

本篇文章介紹了 C# 語言的教學内容。C# 語言基礎、面向對象程式設計、進階特性都是學習 C# 的重要組成部分，當然，還有更多的内容需要學習者逐一掌握。在學習 C# 語言時，要不斷練習和實踐，才能更好地掌握它的知識和技巧。