C#編程中常見(jiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較（Unity3D游戲開(kāi)發(fā)）

一．前言

Unity3D是如今最火爆的游戲開(kāi)發(fā)引擎，它可以讓我們能輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫(huà)等類型的互動(dòng)內(nèi)容。它支持2D/3D游戲開(kāi)發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)80%的手機(jī)游戲都是用Unity3D開(kāi)發(fā)。

由于Unity3D在開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用最多的是C# 語(yǔ)言，所以就要合理的使用C#提供的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是非常有必要的，合理的選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以加快開(kāi)發(fā)速度，提高游戲運(yùn)行性能，不合理的使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則會(huì)導(dǎo)致游戲運(yùn)行性能降低，加大開(kāi)發(fā)復(fù)雜程度！

先通過(guò)表格看看常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

然后先大概了解這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的用法。

二．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間比較和部分使用案列

1.數(shù)組（Array）在一般的編程中較為常見(jiàn)，是最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，具有三個(gè)特點(diǎn)：數(shù)組存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都是在連續(xù)的內(nèi)存單元上，數(shù)組中的元素都是同一類型,數(shù)組可通過(guò)下標(biāo)直接訪問(wèn)。缺點(diǎn)是數(shù)組是連續(xù)存儲(chǔ)，在兩個(gè)元素之間插入新的元素時(shí)很不方便，在創(chuàng)建數(shù)組時(shí)必須指定長(zhǎng)度或初始化元素，就會(huì)面臨溢出或內(nèi)存浪費(fèi)的問(wèn)題。2.ArrayList就可以解決Array帶來(lái)的一些缺點(diǎn)：無(wú)需指定大小或初始化元素?？梢詣?dòng)態(tài)的插入數(shù)據(jù)元素，無(wú)需考慮溢出或浪費(fèi)內(nèi)存的事。ArrayList可以存儲(chǔ)不同數(shù)據(jù)類型的原因是由于把所有類型都當(dāng)作Object類型來(lái)處理，使用時(shí)很有可能會(huì)發(fā)生類型不匹配的問(wèn)題，這也就說(shuō)明ArrayList是類型不安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在頻繁的進(jìn)行讀寫(xiě)（裝箱拆箱）操作ArrayList的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生額外的開(kāi)銷，導(dǎo)致性能下降，所以在開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用ArrayList較少！

3.為了解決ArrayList不安全類型與裝箱拆箱的缺點(diǎn)，List<T>作為一種新的數(shù)組類型引入，繼承了ArrayList的一些優(yōu)點(diǎn)，且確保了類型的安全，因無(wú)需進(jìn)行裝箱拆箱操作，因此List<T>是高性能的，所以List<T>在游戲開(kāi)發(fā)過(guò)程中經(jīng)常用到的數(shù)組類型。以下是List<T>的簡(jiǎn)單操作：

List<string> Lstr=new List<string>();

Lstr.Add(“元素一”); // 插入數(shù)據(jù)元素

Lstr[0]=“元素二”; // 修改數(shù)據(jù)元素

Lstr.RemoveAt(0); // 移除數(shù)據(jù)元素

在Unity3D游戲開(kāi)發(fā)中，我們可以使用List<GameObject>來(lái)存儲(chǔ)游戲?qū)ο?比如在射擊游戲中的子彈，或角色扮演游戲中的NPC，都可以使用List<GameObject>進(jìn)行存儲(chǔ)。

4.LinkList<T>的特點(diǎn)是鏈中的每一個(gè)元素都指向下一個(gè)元素，這樣救構(gòu)成了一條鏈。在插入和刪除某個(gè)數(shù)據(jù)元素時(shí)時(shí)間復(fù)雜度都為O（1）。

5.Stack(棧)的特點(diǎn)是先進(jìn)后出。

6.Queue（隊(duì)列）的特點(diǎn)是先進(jìn)先出。

7.我通過(guò)游戲開(kāi)發(fā)中的用法來(lái)介紹哈希表的使用和它的一些特點(diǎn)。在游戲開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們通常會(huì)涉及到通過(guò)游戲角色的ID來(lái)正確匹配英雄角色，所以每個(gè)英雄角色都要有自己唯一的ID，每個(gè)英雄角色的ID和他們的角色名進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，那么，我們就可以使用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ)這種數(shù)據(jù)，假設(shè)有如下信息：

使用哈希表存儲(chǔ)的代碼如下：

Hashtable Hero = new Hashtable ();

     // Hero.Add (key,value);

     Hero.Add (2059,"亞瑟");    //插入第1個(gè)元素

     Hero.Add (“2060”,"妲己");    //插入第2個(gè)元素

     Hero.Add (“ABC”,"后羿");    //插入第3個(gè)元素

     Hero.Add (2061.5,"宮本武藏");  //插入第4個(gè)元素

 

     // 通過(guò)key訪問(wèn)value

     if (Hero.ContainsKey (“2060”)) {

      Debug.Log ("該隊(duì)伍中包含妲己");

     } else {

     Debug.Log ("該隊(duì)伍中不包含妲己");

     }

通過(guò)以上的代碼可以發(fā)現(xiàn)哈希表可以接收任意類型值作為key(key和value的類型都為object類型),其實(shí)這就體現(xiàn)出哈希表類型不安全。

8.為了解決哈希表類型不安全，我們可以使用Dictionary<K,T>來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以將上面的代碼改寫(xiě)成下面代碼：

Dictionary<int ,string> Hero = new Dictionary<int, string> ();

// Hero.Add (int key,string value);

Hero.Add (2059,"亞瑟"); //插入第1個(gè)元素

Hero.Add (2060,"妲己"); //插入第2個(gè)元素

Hero.Add (2061,"后羿"); //插入第3個(gè)元素

Hero.Add (2062,"宮本武藏"); //插入第4個(gè)元素

// 通過(guò) key（int）訪問(wèn)value(string)

if (Hero.ContainsKey (2061)) {

Debug.Log ("該隊(duì)伍中包含后羿");

} else {

Debug.Log ("該隊(duì)伍中不包含后羿");

}

對(duì)比哈希表，字典保證了類型的安全，但世界上并不存在十全十美的東西，代碼也是如此，字典通過(guò)空間換時(shí)間，通過(guò)更多的內(nèi)存開(kāi)銷來(lái)滿足對(duì)速度的追求。在創(chuàng)建字典時(shí)，可以傳入一個(gè)字典容量值，但在實(shí)際使用時(shí)并非該值，而是使用不小于該值的最小質(zhì)數(shù)最為它的實(shí)際容量，所以字典容量的最小值是3。且當(dāng)有了實(shí)際容量后，并非直接實(shí)現(xiàn)索引，而是通過(guò)創(chuàng)建了兩個(gè)額外的Array數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)間接的索引。面臨的情況就是，即便創(chuàng)建了一個(gè)空的字典，伴隨而來(lái)的是兩個(gè)長(zhǎng)度為3的數(shù)組。所以當(dāng)處理的數(shù)據(jù)不多時(shí)，慎重使用字典。

三．總結(jié)

在游戲開(kāi)發(fā)過(guò)程中，很多情況下使用普通數(shù)組也是可以的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選取需要考慮數(shù)據(jù)的大小和使用場(chǎng)景才能合理的存儲(chǔ)和處理該數(shù)據(jù)。優(yōu)秀的程序員需要考慮機(jī)器運(yùn)行的性能，合理的選擇一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序運(yùn)行性能和降低開(kāi)發(fā)復(fù)雜度。

以上知識(shí)點(diǎn)如果大家感覺(jué)可以學(xué)到東西，請(qǐng)分享給你的朋友們，感謝大家對(duì)億速云的支持。