R3高級用法详情 - unity,遊戲開發,異步編程敲鍵盤的貓日志

R3（以 UniRx 為例）的核心價值遠不止“監聽數值變化更新UI”——它的“響應式事件流”思想和豐富的操作符，能解決遊戲開發中大量複雜場景（如異步流程、狀態聯動、事件過濾、行為預測等）。很多人停留在基礎用法，本質是對“響應式思維”和操作符組合的理解不足。以下是 R3 的高級用法及典型場景，附代碼示例：

一、高級用法：從“單一數值監聽”到“複雜事件流處理”

1. 多事件流組合：解決“條件聯動”問題

遊戲中很多邏輯依賴“多個條件同時滿足”，比如“玩家按下技能鍵 + 技能CD結束 + 有足夠法力值”才能釋放技能。用傳統方式需要寫大量判斷，而 R3 可通過操作符組合事件流：

using UniRx;
using UnityEngine;

public class SkillSystem : MonoBehaviour
{
    public ReactiveProperty<bool> isSkillReady = new ReactiveProperty<bool>(false); // 技能是否就緒
    public ReactiveProperty<float> currentMana = new ReactiveProperty<float>(100); // 當前法力值
    public float skillManaCost = 50; // 技能消耗

    private void Awake()
    {
        // 1. 監聽技能按鍵（轉換為事件流）
        var skillKeyDown = Observable.EveryUpdate()
            .Where(_ => Input.GetKeyDown(KeyCode.Space));

        // 2. 過濾出“法力足夠”的狀態流
        var hasEnoughMana = currentMana
            .Where(mana => mana >= skillManaCost);

        // 3. 組合三個條件：按鍵按下 + 技能就緒 + 法力足夠
        skillKeyDown
            .WithLatestFrom(isSkillReady, (_, ready) => ready) // 關聯技能就緒狀態
            .Where(ready => ready) // 僅保留就緒時的按鍵
            .WithLatestFrom(hasEnoughMana, (_, hasMana) => hasMana) // 關聯法力狀態
            .Where(hasMana => hasMana) // 僅保留法力足夠時
            .Subscribe(_ => CastSkill()) // 釋放技能
            .AddTo(this);
    }

    private void CastSkill()
    {
        Debug.Log("技能釋放成功！");
        currentMana.Value -= skillManaCost; // 消耗法力
        isSkillReady.Value = false; // 進入CD
        // 模擬CD：2秒後技能就緒
        Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(2))
            .Subscribe(_ => isSkillReady.Value = true)
            .AddTo(this);
    }
}

核心價值：用聲明式代碼替代嵌套判斷，多個條件的聯動邏輯一目瞭然，新增條件（如“不在冷卻中”）只需加一個 Where 過濾。

2. 異步操作串聯：替代複雜協程/回調鏈

遊戲中的異步流程（如“加載配置 → 連接服務器 → 加載玩家數據 → 進入遊戲”）用傳統協程會嵌套多層，用 R3 可將異步操作轉為事件流，通過 SelectMany 串聯：

public class GameInitializer : MonoBehaviour
{
    private void Start()
    {
        // 步驟1：加載本地配置（模擬異步）
        LoadConfigAsync()
            // 步驟2：配置加載完成後，連接服務器
            .SelectMany(_ => ConnectServerAsync())
            // 步驟3：服務器連接成功後，加載玩家數據
            .SelectMany(serverInfo => LoadPlayerDataAsync(serverInfo.playerId))
            // 步驟4：所有步驟完成後進入遊戲
            .Subscribe(playerData => 
            {
                Debug.Log($"初始化完成，玩家名稱：{playerData.name}");
                EnterGame();
            })
            // 捕獲任意步驟的錯誤（統一處理失敗）
            .Catch((Exception ex) => 
            {
                Debug.LogError($"初始化失敗：{ex.Message}");
                return Observable.Empty<PlayerData>();
            })
            .AddTo(this);
    }

    // 模擬：加載配置（1秒）
    private IObservable<Unit> LoadConfigAsync()
    {
        return Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(1))
            .Do(_ => Debug.Log("配置加載完成"))
            .AsUnitObservable();
    }

    // 模擬：連接服務器（2秒），返回服務器信息
    private IObservable<ServerInfo> ConnectServerAsync()
    {
        return Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(2))
            .Select(_ => new ServerInfo { playerId = "12345" })
            .Do(info => Debug.Log($"服務器連接成功，玩家ID：{info.playerId}"));
    }

    // 模擬：加載玩家數據（1.5秒）
    private IObservable<PlayerData> LoadPlayerDataAsync(string playerId)
    {
        return Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(1.5))
            .Select(_ => new PlayerData { name = "TestPlayer" })
            .Do(data => Debug.Log("玩家數據加載完成"));
    }

    private void EnterGame() { /* 進入遊戲邏輯 */ }

    // 輔助類
    private class ServerInfo { public string playerId; }
    private class PlayerData { public string name; }
}

核心價值：將“線性異步流程”轉為“鏈式調用”，避免回調地獄；通過 Catch 統一處理所有步驟的錯誤，比傳統 try-catch 更簡潔。

3. 狀態機管理：用事件流描述狀態切換

敵人AI、角色狀態（Idle/Run/Attack）等場景需要嚴格的狀態切換邏輯，R3 可通過 Publish + SelectMany 實現響應式狀態機：

public class EnemyAI : MonoBehaviour
{
    // 狀態定義
    private enum State { Idle, Chase, Attack }

    // 輸入事件流（玩家是否在視野內、是否在攻擊範圍內）
    public ReactiveProperty<bool> isPlayerInSight = new ReactiveProperty<bool>(false);
    public ReactiveProperty<bool> isPlayerInAttackRange = new ReactiveProperty<bool>(false);

    private void Awake()
    {
        // 初始狀態：Idle
        var initialState = Observable.Return(State.Idle);

        // 狀態流：根據當前狀態和輸入，切換到下一個狀態
        var stateStream = initialState
            .Expand(currentState => 
            {
                switch (currentState)
                {
                    case State.Idle:
                        // Idle狀態：玩家進入視野 → 切換到Chase
                        return isPlayerInSight
                            .Where(inSight => inSight)
                            .Take(1) // 只響應一次切換
                            .Select(_ => State.Chase);

                    case State.Chase:
                        // Chase狀態：玩家進入攻擊範圍 → Attack；玩家離開視野 → Idle
                        return Observable.Merge(
                            isPlayerInAttackRange.Where(inRange => inRange).Take(1).Select(_ => State.Attack),
                            isPlayerInSight.Where(inSight => !inSight).Take(1).Select(_ => State.Idle)
                        );

                    case State.Attack:
                        // Attack狀態：玩家離開攻擊範圍 → Chase；玩家離開視野 → Idle
                        return Observable.Merge(
                            isPlayerInAttackRange.Where(inRange => !inRange).Take(1).Select(_ => State.Chase),
                            isPlayerInSight.Where(inSight => !inSight).Take(1).Select(_ => State.Idle)
                        );

                    default: return Observable.Never<State>();
                }
            })
            .Publish() // 共享狀態流（避免重複訂閲導致的多次觸發）
            .RefCount(); // 自動管理訂閲生命週期

        // 訂閲狀態流，執行對應行為
        stateStream
            .Where(state => state == State.Idle)
            .Subscribe(_ => Debug.Log("敵人進入Idle狀態：巡邏..."))
            .AddTo(this);

        stateStream
            .Where(state => state == State.Chase)
            .Subscribe(_ => Debug.Log("敵人進入Chase狀態：追擊玩家..."))
            .AddTo(this);

        stateStream
            .Where(state => state == State.Attack)
            .Subscribe(_ => Debug.Log("敵人進入Attack狀態：攻擊玩家！"))
            .AddTo(this);
    }
}

核心價值：用事件流清晰描述狀態切換條件，避免大量 if-else 或狀態枚舉判斷；新增狀態（如“受傷”）只需擴展 switch 邏輯，符合開放封閉原則。

4. 輸入處理：防抖、節流與手勢識別

玩家輸入（如連續點擊、滑動）需要處理“抖動”或“頻率限制”，R3 操作符可輕鬆實現：

public class InputHandler : MonoBehaviour
{
    private void Awake()
    {
        // 1. 按鈕防抖：防止快速連續點擊（1秒內只響應一次）
        var buttonClicks = Observable.EveryUpdate()
            .Where(_ => Input.GetMouseButtonDown(0))
            .ThrottleFirst(TimeSpan.FromSeconds(1)); // 首次點擊後，1秒內忽略後續點擊
        buttonClicks.Subscribe(_ => Debug.Log("處理點擊（防抖後）")).AddTo(this);

        // 2. 滑動手勢識別：檢測水平滑動方向（左/右）
        var mouseDown = Observable.EveryUpdate()
            .Where(_ => Input.GetMouseButtonDown(0))
            .Select(_ => Input.mousePosition.x); // 記錄按下時的X座標

        var mouseUp = Observable.EveryUpdate()
            .Where(_ => Input.GetMouseButtonUp(0))
            .Select(_ => Input.mousePosition.x); // 記錄抬起時的X座標

        // 組合按下和抬起事件，計算滑動距離
        mouseDown.Zip(mouseUp, (downX, upX) => upX - downX)
            .Where(deltaX => Mathf.Abs(deltaX) > 50) // 過濾微小滑動（閾值50像素）
            .Subscribe(deltaX => 
            {
                if (deltaX > 0) Debug.Log("向右滑動");
                else Debug.Log("向左滑動");
            })
            .AddTo(this);
    }
}

核心價值：用 ThrottleFirst（防抖）、Zip（組合事件）等操作符，替代手動計時和狀態判斷，代碼更簡潔且不易出錯。

5. 資源管理：自動釋放與生命週期綁定

遊戲中“臨時資源”（如特效、臨時UI）需要在使用後自動銷燬，R3 可通過 TakeUntil 綁定生命週期：

public class EffectManager : MonoBehaviour
{
    public GameObject effectPrefab; // 特效預製體

    // 播放特效，3秒後自動銷燬
    public void PlayEffect(Vector3 position)
    {
        var effect = Instantiate(effectPrefab, position, Quaternion.identity);
        
        // 3秒後發送銷燬信號
        Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(3))
            .TakeUntil(effect.OnDestroyAsObservable()) // 若特效提前銷燬，終止計時
            .Subscribe(_ => Destroy(effect))
            .AddTo(effect); // 綁定到特效自身，特效銷燬時自動取消訂閲
    }
}

核心價值：通過 TakeUntil 確保“資源銷燬”和“計時任務”的同步，避免資源已銷燬但仍執行銷燬邏輯的錯誤（如空引用）。

二、為什麼你只會用基礎用法？—— 思維轉換是關鍵

很多開發者初期只用 R3 監聽數值更新 UI，本質是停留在“命令式思維”向“響應式思維”的過渡階段：

對“事件流”理解不足：
習慣了“變量變化 → 手動調用更新方法”，沒意識到 R3 中“一切皆流”——UI 點擊、輸入、異步操作、狀態變化都可以是事件流，且能通過操作符組合。
操作符學習門檻：
R3 有數十個操作符（Where/Select/Merge/Zip/Expand 等），初期難以記住其用途。但核心只需掌握：
- 過濾（Where/Take/Skip）；
- 轉換（Select/SelectMany）；
- 組合（Merge/Zip/WithLatestFrom）；
- 時間（Delay/Throttle/Timer）。
場景聯想不足：
沒意識到“技能釋放”“狀態機”“異步加載”等複雜場景，其實都是“事件流的組合與轉換”，可以用 R3 簡化。

三、進階路徑：從“用工具”到“用思想”

從“UI更新”擴展到“輸入處理”：先用 R3 處理按鈕點擊、滑動手勢，熟悉 Observable.EveryUpdate() 和過濾操作符。
嘗試“異步流程串聯”：把項目中的協程（如加載流程）改寫成 R3 鏈式調用，體會“無嵌套”的優勢。
實現一個響應式狀態機：用 Expand 或 Switch 處理敵人AI或角色狀態，理解“狀態即流”的思想。
精讀操作符文檔：重點掌握 SelectMany（串聯異步）、Merge（合併流）、TakeUntil（生命週期綁定），這三個是處理複雜場景的“利器”。

總結

R3 的高級用法本質是“用事件流描述遊戲邏輯”，通過操作符組合解決傳統方式中“嵌套回調、複雜判斷、狀態同步”等痛點。從“監聽數值更新UI”到“處理複雜事件流”，核心是思維的轉變——當你開始用“流”的視角看待遊戲中的事件和狀態，就會發現 R3 能大幅簡化代碼，讓邏輯更清晰、更易維護。

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一、高級用法：從“單一數值監聽”到“複雜事件流處理”

1. 多事件流組合：解決“條件聯動”問題

2. 異步操作串聯：替代複雜協程/回調鏈

3. 狀態機管理：用事件流描述狀態切換

4. 輸入處理：防抖、節流與手勢識別

5. 資源管理：自動釋放與生命週期綁定

二、為什麼你只會用基礎用法？—— 思維轉換是關鍵

三、進階路徑：從“用工具”到“用思想”

總結

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遊戲開發 (40)

異步編程 (11)

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一、高級用法：從“單一數值監聽”到“複雜事件流處理”

1. 多事件流組合：解決“條件聯動”問題

2. 異步操作串聯：替代複雜協程/回調鏈

3. 狀態機管理：用事件流描述狀態切換

4. 輸入處理：防抖、節流與手勢識別

5. 資源管理：自動釋放與生命週期綁定

二、為什麼你只會用基礎用法？—— 思維轉換是關鍵

三、進階路徑：從“用工具”到“用思想”

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