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Unity 虚拟仿真实验中设计模式的使用 ——策略模式（Strategy Pattern）

news 2025/9/27 5:42:51

📖 目录

前言
什么是策略模式
案例背景：虚拟仿真实验中的加热策略
案例效果图（示意）
代码实现
- 5.1 策略接口：IHeatingStrategy
- 5.2 具体策略类：SlowHeating / FastHeating / MicrowaveHeating
- 5.3 上下文类：WaterHeaterContext
- 5.4 UI 控制：策略选择按钮
运行流程
注意事项总结
扩展思考
总结

1. 前言

在虚拟仿真实验中，同一个实验对象可能会有 多种行为算法，例如：

水加热可以有慢加热、快速加热、微波加热等不同策略
药剂混合可能有不同混合公式
仪器测量可能有不同精度模式

如果用大量 if-else 或 switch 选择算法，会导致代码难以扩展。

策略模式（Strategy Pattern） 能将算法封装成独立类，在运行时灵活切换。

2. 什么是策略模式

策略模式：定义一系列算法，把每个算法封装起来，并使它们可互换，策略模式让算法独立于使用它的客户端变化。

优点：

算法独立，易扩展
客户端无需知道具体实现
可动态切换行为

3. 案例背景：虚拟仿真实验中的加热策略

实验对象：水壶
加热策略：
1. SlowHeating：慢速升温
2. FastHeating：快速升温
3. MicrowaveHeating：微波加热
用户可选择加热策略，水温变化逻辑由策略决定

4. 案例效果图（示意）

[慢速加热按钮] → 水温缓慢升高
[快速加热按钮] → 水温快速升高
[微波加热按钮] → 水温瞬间升高

5. 代码实现

5.1 策略接口：IHeatingStrategy

public interface IHeatingStrategy
{float Heat(float currentTemperature, float deltaTime);
}

5.2 具体策略类

慢速加热

using UnityEngine;public class SlowHeating : IHeatingStrategy
{public float Heat(float currentTemperature, float deltaTime){return currentTemperature + 5f * deltaTime; // 每秒升温5℃}
}

快速加热

using UnityEngine;public class FastHeating : IHeatingStrategy
{public float Heat(float currentTemperature, float deltaTime){return currentTemperature + 15f * deltaTime; // 每秒升温15℃}
}

微波加热

using UnityEngine;public class MicrowaveHeating : IHeatingStrategy
{public float Heat(float currentTemperature, float deltaTime){return currentTemperature + 50f * deltaTime; // 每秒升温50℃}
}

5.3 上下文类：WaterHeaterContext

using UnityEngine;public class WaterHeaterContext : MonoBehaviour
{public float Temperature { get; private set; } = 20f;private IHeatingStrategy heatingStrategy;public void SetStrategy(IHeatingStrategy strategy){heatingStrategy = strategy;Debug.Log($"当前加热策略：{strategy.GetType().Name}");}private void Update(){if (heatingStrategy != null){Temperature = heatingStrategy.Heat(Temperature, Time.deltaTime);Debug.Log($"水温：{Temperature:F1}℃");}}
}

5.4 UI 控制：策略选择按钮

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public class HeatingUI : MonoBehaviour
{[SerializeField] private Button slowButton;[SerializeField] private Button fastButton;[SerializeField] private Button microwaveButton;[SerializeField] private WaterHeaterContext waterHeater;private void Start(){slowButton.onClick.AddListener(() =>waterHeater.SetStrategy(new SlowHeating()));fastButton.onClick.AddListener(() =>waterHeater.SetStrategy(new FastHeating()));microwaveButton.onClick.AddListener(() =>waterHeater.SetStrategy(new MicrowaveHeating()));}
}