Unity的Mathf介绍
Unity的Mathf是处理数学运算的核心静态类，涵盖基础计算、三角函数、数值处理等常用功能，无需实例化即可调用。
核心功能分类
- 基础数学运算
- 提供加减乘除外的拓展计算，比如绝对值（Abs）、取整（Round/ Floor/ Ceil）、最大值最小值（Max/ Min）。
- 包含幂运算（Pow）、开方（Sqrt）、取模（Repeat）等常用操作。
- 三角函数与角度转换
- 支持正弦（Sin）、余弦（Cos）、正切（Tan）及反三角函数（Asin/ Acos/ Atan/ Atan2）。
- 提供角度与弧度互转（Deg2Rad/ Rad2Deg），解决Unity默认用弧度计算的需求。
- 数值限制与插值
- 数值限制：Clamp限制值在指定范围，Clamp01强制值在0-1之间。
- 插值计算：Lerp（线性插值）、SmoothDamp（平滑阻尼）、MoveTowards（匀速趋近），常用于动画、移动等渐变效果。
- 其他实用工具
- 随机数：Random类虽常用，但Mathf的PerlinNoise可生成平滑随机值，适合地形、特效等场景。
- 符号判断（Sign）、接近判断（Approximately，避免浮点数精度问题）。
关键使用要点
- 所有方法均为静态，调用格式为
Mathf.方法名(参数)。 - 浮点数计算需注意精度，优先用Approximately判断相等，而非直接用
==。 - 插值类方法（如Lerp）需在Update中持续调用，才能实现渐变效果。
Unity Mathf 常用方法速查表
以下整理了开发中高频使用的 Mathf 方法，包含 方法说明、参数、用途、示例代码，按功能分类便于快速查阅，所有方法均直接通过 Mathf.方法名() 静态调用。
一、基础数值运算
| 方法名 | 参数说明 | 核心用途 | 示例代码 |
|---|---|---|---|
| Mathf.Abs(float f) | f：需要取绝对值的数值（int/float 均支持） | 获取绝对值（解决负数转正需求） | float result = Mathf.Abs(-3.5f); // 结果：3.5 |
| Mathf.Round(float f) | f：需要取整的浮点数 | 四舍五入取整 | int result = Mathf.Round(2.3f); // 2；Mathf.Round(2.6f); // 3 |
| Mathf.Floor(float f) | f：需要取整的浮点数 | 向下取整（直接舍弃小数部分） | float result = Mathf.Floor(2.9f); // 2.0；Mathf.Floor(-2.1f); // -3.0 |
| Mathf.Ceil(float f) | f：需要取整的浮点数 | 向上取整（小数部分非0则进1） | float result = Mathf.Ceil(2.1f); // 3.0；Mathf.Ceil(-2.9f); // -2.0 |
| Mathf.Max(params float[] values) | values：多个待比较的数值（支持2个或多个） | 取多个数值中的最大值 | float max = Mathf.Max(1.2f, 5.7f, 3.0f); // 5.7 |
| Mathf.Min(params float[] values) | values：多个待比较的数值（支持2个或多个） | 取多个数值中的最小值 | float min = Mathf.Min(1.2f, 5.7f, 3.0f); // 1.2 |
| Mathf.Pow(float f, float p) | f：底数；p：指数 | 计算 f 的 p 次方（如平方、立方） | float square = Mathf.Pow(3, 2); // 9；float cube = Mathf.Pow(2, 3); // 8 |
| Mathf.Sqrt(float f) | f：非负底数（f ≥ 0） | 计算平方根 | float root = Mathf.Sqrt(16); // 4 |
| Mathf.Repeat(float t, float length) | t：输入值；length：循环长度（length > 0） | 循环数值（类似取模，但结果始终非负） | float repeat = Mathf.Repeat(5.2f, 3); // 2.2；Mathf.Repeat(-1.1f, 3); // 1.9 |
| Mathf.Sign(float f) | f：输入数值 | 判断数值符号（返回 -1、0 或 1） | int sign1 = Mathf.Sign(-7.2f); // -1；int sign2 = Mathf.Sign(3.1f); // 1 |
二、三角函数与角度转换
| 方法名 | 参数说明 | 核心用途 | 示例代码 |
|---|---|---|---|
| Mathf.Deg2Rad | 常量（无需参数） | 角度转弧度（1度 = Deg2Rad 弧度） | float rad = 90 * Mathf.Deg2Rad; // 1.5708 弧度（π/2） |
| Mathf.Rad2Deg | 常量（无需参数） | 弧度转角度（1弧度 = Rad2Deg 度） | float deg = Mathf.PI * Mathf.Rad2Deg; // 180 度 |
| Mathf.Sin(float rad) | rad：输入角度（弧度制） | 计算正弦值（返回 -1 ~ 1） | float sin90 = Mathf.Sin(90 * Mathf.Deg2Rad); // 1.0 |
| Mathf.Cos(float rad) | rad：输入角度（弧度制） | 计算余弦值（返回 -1 ~ 1） | float cos0 = Mathf.Cos(0 * Mathf.Deg2Rad); // 1.0 |
| Mathf.Tan(float rad) | rad：输入角度（弧度制，避免 ±90° 附近值） | 计算正切值 | float tan45 = Mathf.Tan(45 * Mathf.Deg2Rad); // 1.0 |
| Mathf.Asin(float f) | f：输入值（-1 ≤ f ≤ 1） | 计算反正弦值（返回弧度制，范围 -π/2 ~ π/2） | float rad = Mathf.Asin(1); // π/2 弧度（90度） |
| Mathf.Acos(float f) | f：输入值（-1 ≤ f ≤ 1） | 计算反余弦值（返回弧度制，范围 0 ~ π） | float rad = Mathf.Acos(0); // π/2 弧度（90度） |
| Mathf.Atan(float f) | f：输入值 | 计算反正切值（返回弧度制，范围 -π/2 ~ π/2） | float rad = Mathf.Atan(1); // π/4 弧度（45度） |
| Mathf.Atan2(float y, float x) | y：y轴坐标；x：x轴坐标 | 计算向量(x,y)的反正切值（解决象限判断问题） | float angle = Mathf.Atan2(1, 1) * Mathf.Rad2Deg; // 45度（第一象限）；Mathf.Atan2(-1, -1) * Mathf.Rad2Deg; // -135度（第三象限） |
三、数值限制与插值（动画/移动常用）
| 方法名 | 参数说明 | 核心用途 | 示例代码 |
|---|---|---|---|
| Mathf.Clamp(float value, float min, float max) | value：输入值；min：最小值；max：最大值 | 限制数值在 [min, max] 范围内 | float clamped = Mathf.Clamp(5.2f, 1, 3); // 3；Mathf.Clamp(-2.1f, 1, 3); // 1 |
| Mathf.Clamp01(float value) | value：输入值 | 限制数值在 [0, 1] 范围内（简化版 Clamp） | float clamped = Mathf.Clamp01(1.5f); // 1；Mathf.Clamp01(-0.3f); // 0 |
| Mathf.Lerp(float a, float b, float t) | a：起始值；b：目标值；t：插值系数（0 ≤ t ≤ 1） | 线性插值（t=0返回a，t=1返回b，中间平滑过渡） | // Update中调用，实现从2到5的1秒渐变 float speed = 1f; currentValue = Mathf.Lerp(currentValue, 5, speed * Time.deltaTime); |
| Mathf.LerpUnclamped(float a, float b, float t) | 同 Lerp，但 t 无范围限制 | 无限制线性插值（可超出 a/b 范围外推） | float result = Mathf.LerpUnclamped(2, 5, 1.5f); // 6.5（超出目标值） |
| Mathf.SmoothDamp(float current, float target, ref float velocity, float smoothTime, float maxSpeed = Mathf.Infinity, float deltaTime = Time.deltaTime) | current：当前值；target：目标值；velocity：当前速度（引用类型，需提前声明）；smoothTime：平滑时间；maxSpeed：最大速度 | 平滑阻尼（带减速效果的渐变，适合相机跟随、数值缓冲） | // 声明速度变量 private float velocity = 0; // Update中调用 currentValue = Mathf.SmoothDamp(currentValue, targetValue, ref velocity, 0.3f); |
| Mathf.MoveTowards(float current, float target, float maxDelta) | current：当前值；target：目标值；maxDelta：每次最大移动步长 | 匀速趋近目标值（避免超调） | // 每秒移动2个单位，向10靠近 currentValue = Mathf.MoveTowards(currentValue, 10, 2 * Time.deltaTime); |
| Mathf.PingPong(float t, float length) | t：输入值；length：循环长度（length > 0） | 往返循环数值（0 → length → 0 反复） | // Update中调用，实现0~5往返 float pingPong = Mathf.PingPong(Time.time * 2, 5); |
四、实用工具（精度/随机/判断）
| 方法名 | 参数说明 | 核心用途 | 示例代码 |
|---|---|---|---|
| Mathf.Approximately(float a, float b) | a、b：待比较的两个浮点数 | 浮点数精度比较（避免直接用 == 导致的误差） | bool isEqual = Mathf.Approximately(0.1f + 0.2f, 0.3f); // true（直接 == 会返回 false） |
| Mathf.PerlinNoise(float x, float y) | x、y：2D坐标值 | 生成平滑随机值（返回 0 ~ 1，适合地形、特效、随机波动） | // 生成随时间平滑变化的随机值 float noise = Mathf.PerlinNoise(Time.time * 0.5f, 0); |
| Mathf.DeltaAngle(float current, float target) | current：当前角度（度）；target：目标角度（度） | 计算两个角度的最短差值（返回 -180 ~ 180） | float delta = Mathf.DeltaAngle(350, 10); // 20（350→10顺时针转20度，而非340度） |
| Mathf.InverseLerp(float a, float b, float value) | a：起始值；b：目标值；value：当前值 | 计算 value 在 [a,b] 中的归一化比例（返回 0 ~ 1，超出则外推） | float t = Mathf.InverseLerp(2, 5, 3.5f); // 0.5（3.5是2和5的中间值） |
关键使用注意事项
- 浮点数精度：永远不要用
==比较两个浮点数，必须用Mathf.Approximately(a, b)。 - 插值生效：
Lerp/SmoothDamp/MoveTowards需在Update/FixedUpdate中持续调用，单次调用仅返回当前插值结果。 - 角度单位：Unity 三角函数（Sin/Cos/Atan 等）默认接收 弧度制，需用
Deg2Rad/Rad2Deg转换。 - 方法特性：
Repeat结果始终非负（区别于%取模），PingPong是往返循环（区别于Repeat的单向循环）。