设计一个属性管理系统

· 2025-10-24 · # 知识积累 # Unity # 知识库

在游戏中设计一个灵活、可扩展的角色属性管理系统，需要兼顾基础属性定义、属性计算逻辑、动态变化（如buff/debuff）、属性联动（如攻击影响伤害）等核心需求。以下是一套可落地的设计方案，结合面向对象思想和游戏开发实践，支持单机/多人游戏场景。

一、核心需求分析

角色属性系统需满足：

支持基础属性（攻击、防御、血量等）和衍生属性（如暴击率、吸血率）；
允许动态修改（如装备加成、技能buff、临时debuff）；
属性变化时能触发联动逻辑（如血量变化更新UI、攻击变化影响伤害公式）；
可扩展（新增属性无需大幅改核心代码）；
支持属性依赖关系（如“最大血量”受“体质”影响）。

二、系统设计方案

1. 定义属性类型（枚举/常量）

先明确属性的分类和标识，用枚举定义所有可能的属性类型，方便管理和扩展：

/// <summary>
/// 属性类型枚举（可根据游戏需求扩展）
/// </summary>
public enum AttributeType
{
    // 基础属性（直接影响衍生属性）
    Strength,   // 力量（影响物理攻击）
    Agility,    // 敏捷（影响暴击率、闪避）
    Intelligence, // 智力（影响法术攻击、蓝量）
    Vitality,   // 体质（影响最大血量、回血）

    // 衍生属性（直接参与战斗计算）
    MaxHP,      // 最大血量
    CurrentHP,  // 当前血量
    PhysicalAttack, // 物理攻击
    MagicalAttack,  // 法术攻击
    PhysicalDefense, // 物理防御
    MagicalDefense,  // 法术防御
    CriticalChance,  // 暴击率（0-100%）
    CriticalDamage,  // 暴击伤害倍率（150%即1.5）
    Haste,      // 攻击速度加成（%）
}

2. 属性数据结构（Attribute）

每个属性需要存储基础值（如角色等级自带）、加成值（如装备/ buff）、最终值（计算结果），以及是否可修改、是否受百分比加成等配置：

/// <summary>
/// 单个属性的数据结构
/// </summary>
public class Attribute
{
    public AttributeType Type { get; } // 属性类型
    public float BaseValue { get; private set; } // 基础值（如等级、种族自带）
    public float AdditiveValue { get; private set; } // 加法加成（如装备+10攻击）
    public float MultiplicativeValue { get; private set; } // 乘法加成（如buff+20%攻击）
    public float FinalValue { get; private set; } // 最终值（Base * (1 + Multiplicative) + Additive）
    public bool IsModifiable { get; } // 是否允许被外部修改（如当前血量可改，基础力量不可改）

    // 构造函数：初始化属性类型和基础配置
    public Attribute(AttributeType type, float baseValue, bool isModifiable = true)
    {
        Type = type;
        BaseValue = baseValue;
        IsModifiable = isModifiable;
        AdditiveValue = 0;
        MultiplicativeValue = 0;
        UpdateFinalValue();
    }

    // 更新最终值（核心计算逻辑）
    private void UpdateFinalValue()
    {
        // 公式：最终值 = 基础值 * (1 + 乘法加成) + 加法加成
        // 特殊处理：百分比属性（如暴击率）可能有上限（如最高100%）
        FinalValue = BaseValue * (1 + MultiplicativeValue) + AdditiveValue;
        if (Type == AttributeType.CriticalChance)
        {
            FinalValue = Mathf.Clamp(FinalValue, 0, 100); // 暴击率上限100%
        }
    }

    // 提供修改接口（根据是否可修改做校验）
    public void ModifyBaseValue(float delta)
    {
        if (!IsModifiable) return;
        BaseValue += delta;
        UpdateFinalValue();
    }

    public void AddAdditive(float value)
    {
        if (!IsModifiable) return;
        AdditiveValue += value;
        UpdateFinalValue();
    }

    public void AddMultiplicative(float value)
    {
        if (!IsModifiable) return;
        MultiplicativeValue += value;
        UpdateFinalValue();
    }

    // 重置加成（如buff消失时）
    public void ResetAdditives()
    {
        AdditiveValue = 0;
        MultiplicativeValue = 0;
        UpdateFinalValue();
    }
}

3. 属性管理器（AttributeManager）

作为核心控制器，负责管理所有属性的创建、修改、查询，并处理属性变化事件：

public class AttributeManager
{
    private readonly Dictionary<AttributeType, Attribute> _attributes = new();
    // 属性变化事件（外部可订阅，如UI更新、战斗逻辑）
    public event Action<AttributeType, float> OnAttributeChanged;

    // 初始化角色基础属性（根据角色模板、等级等）
    public void InitBaseAttributes(CharacterData data)
    {
        // 从角色数据加载基础属性（示例：体质决定最大血量）
        AddAttribute(AttributeType.Vitality, data.Vitality);
        AddAttribute(AttributeType.MaxHP, CalculateMaxHP(data.Vitality)); // 依赖体质
        AddAttribute(AttributeType.CurrentHP, GetFinalValue(AttributeType.MaxHP)); // 初始血量=最大血量
        AddAttribute(AttributeType.Strength, data.Strength);
        AddAttribute(AttributeType.PhysicalAttack, CalculatePhysicalAttack(data.Strength)); // 依赖力量
        // ... 其他属性
    }

    // 添加属性到管理器
    private void AddAttribute(AttributeType type, float baseValue, bool isModifiable = true)
    {
        if (!_attributes.ContainsKey(type))
        {
            _attributes[type] = new Attribute(type, baseValue, isModifiable);
        }
    }

    // 获取属性最终值（外部查询用，如战斗时获取攻击力）
    public float GetFinalValue(AttributeType type)
    {
        return _attributes.TryGetValue(type, out var attr) ? attr.FinalValue : 0;
    }

    // 修改属性（对外提供的安全接口）
    public void ModifyAttribute(AttributeType type, float value, ModifyType modifyType)
    {
        if (!_attributes.TryGetValue(type, out var attr)) return;

        switch (modifyType)
        {
            case ModifyType.Base:
                attr.ModifyBaseValue(value);
                break;
            case ModifyType.Additive:
                attr.AddAdditive(value);
                break;
            case ModifyType.Multiplicative:
                attr.AddMultiplicative(value);
                break;
        }

        // 触发属性变化事件（如通知UI更新）
        OnAttributeChanged?.Invoke(type, attr.FinalValue);

        // 特殊处理：当前血量不能超过最大血量
        if (type == AttributeType.MaxHP)
        {
            var currentHP = _attributes[AttributeType.CurrentHP];
            currentHP.ModifyBaseValue(Mathf.Min(currentHP.FinalValue, attr.FinalValue) - currentHP.FinalValue);
        }
    }

    // 计算衍生属性（如最大血量=体质*10 + 50）
    private float CalculateMaxHP(float vitality) => vitality * 10 + 50;
    // 物理攻击=力量*2
    private float CalculatePhysicalAttack(float strength) => strength * 2;

    // 清除所有临时加成（如角色死亡后重置buff）
    public void ClearTemporaryModifiers()
    {
        foreach (var attr in _attributes.Values)
        {
            attr.ResetAdditives();
            OnAttributeChanged?.Invoke(attr.Type, attr.FinalValue);
        }
    }
}

// 修改类型（区分基础值、加法加成、乘法加成）
public enum ModifyType
{
    Base,        // 修改基础值（如升级增加力量）
    Additive,    // 加法加成（如装备+5攻击）
    Multiplicative // 乘法加成（如技能+10%攻击）
}

4. 动态效果管理（Buff/Debuff）

通过“效果系统”与属性系统联动，实现临时属性变化（如“力量+20”“暴击率+15%”）：

/// <summary>
/// 临时属性效果（如buff）
/// </summary>
public class AttributeBuff
{
    public AttributeType TargetType; // 影响的属性
    public float Value; // 加成值
    public ModifyType ModifyType; // 加法/乘法
    public float Duration; // 持续时间（秒）

    private AttributeManager _attrManager;
    private bool _isActive;

    public AttributeBuff(AttributeManager manager, AttributeType type, float value, ModifyType modifyType, float duration)
    {
        _attrManager = manager;
        TargetType = type;
        Value = value;
        ModifyType = modifyType;
        Duration = duration;
    }

    // 应用buff（添加属性加成）
    public void Apply()
    {
        if (_isActive) return;
        _attrManager.ModifyAttribute(TargetType, Value, ModifyType);
        _isActive = true;
        // 启动计时器，到期后移除
        TimerManager.Instance.StartTimer(Duration, Remove);
    }

    // 移除buff（撤销属性加成）
    public void Remove()
    {
        if (!_isActive) return;
        // 撤销加成（值取负）
        _attrManager.ModifyAttribute(TargetType, -Value, ModifyType);
        _isActive = false;
    }
}

5. 外部交互（如UI、战斗）

属性系统通过事件与外部模块解耦，例如：

// UI面板订阅属性变化事件
public class UIBloodBar : MonoBehaviour
{
    private Slider _hpSlider;

    private void Start()
    {
        // 获取角色的属性管理器
        var attrManager = PlayerController.Instance.AttributeManager;
        // 订阅血量变化事件
        attrManager.OnAttributeChanged += OnHPChanged;
        // 初始化显示
        _hpSlider.maxValue = attrManager.GetFinalValue(AttributeType.MaxHP);
        _hpSlider.value = attrManager.GetFinalValue(AttributeType.CurrentHP);
    }

    private void OnHPChanged(AttributeType type, float value)
    {
        if (type == AttributeType.CurrentHP)
        {
            _hpSlider.value = value;
        }
        else if (type == AttributeType.MaxHP)
        {
            _hpSlider.maxValue = value;
        }
    }
}

// 战斗系统使用属性计算伤害
public class CombatSystem
{
    public float CalculateDamage(Character attacker, Character defender)
    {
        var attack = attacker.AttributeManager.GetFinalValue(AttributeType.PhysicalAttack);
        var defense = defender.AttributeManager.GetFinalValue(AttributeType.PhysicalDefense);
        // 伤害公式：攻击 - 防御/2（示例）
        var damage = Mathf.Max(1, attack - defense / 2);
        
        // 检查是否暴击
        var critChance = attacker.AttributeManager.GetFinalValue(AttributeType.CriticalChance);
        if (Random.value * 100 < critChance)
        {
            var critMulti = attacker.AttributeManager.GetFinalValue(AttributeType.CriticalDamage);
            damage *= critMulti;
        }
        return damage;
    }
}

三、系统扩展与优化

属性分组：将属性按“战斗”“生存”“资源”分组，方便批量查询或修改（如“所有防御属性+10%”）。
属性依赖配置表：用Excel配置衍生属性的计算公式（如MaxHP = Vitality * 10 + 50），通过配置表加载，避免硬编码。
性能优化：频繁变化的属性（如当前血量）可缓存最终值；属性计算复杂时（如多乘区加成），用“预计算”减少实时计算开销。
网络同步：多人游戏中，仅同步关键属性变化（如当前血量、buff添加/移除），避免全量同步。

四、总结

该设计通过属性类型枚举定义范围，Attribute类封装单属性数据与计算，AttributeManager统一管理并触发事件，结合Buff系统实现动态变化，最终通过事件与UI、战斗等模块解耦。核心优势是：

可扩展性：新增属性只需添加枚举和计算逻辑，无需修改管理器核心代码；
灵活性：支持基础值、加法/乘法加成，满足装备、技能、buff等多种场景；
低耦合：通过事件通知外部模块，避免直接依赖。

可根据游戏复杂度（如是否需要属性克制、元素加成）进一步扩展，例如增加“属性系数表”或“临时状态叠加逻辑”。