UnityNativeScripting:Unity Scripting in C++_unity nativeheader-优快云博客

Unity Native Scripting是允许在本机代码中编写Unity脚本的库。该项目旨在提供C#的替代方案，介绍了倾向于C++而非C#的原因，如构建和编译快、无垃圾收集器等。还阐述了其功能、代码生成器、性能、项目结构，以及各平台构建C++插件的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

https://github.com/jacksondunstan/UnityNativeScripting

Unity Native Scripting

允许在本机代码中编写Unity脚本的库：C，C ++，汇编。

目的

该项目旨在为您提供C＃的可行替代方案。使用C ++编写脚本并不适合每个项目的所有部分，但现在它是一个选项。

目标

使用C＃编写脚本与C＃一样简单
低性能开销
与任何Unity项目轻松集成
快速编译，构建和代码生成时间
不要失去Unity Technologies的支持

倾向于C ++而不是C＃的原因

快速设备构建时间

更改一行C＃代码需要您创建一个新的游戏版本。典型的Android构建时间往往至少为10分钟，因为IL2CPP必须运行，然后必须编译大量的C ++。

通过使用C ++，我们可以在大约1秒钟内将游戏编译为C ++插件，将插件交换到APK中，然后立即安装并运行游戏。这是一个巨大的生产力提升！

快速编译时间

C ++的编译速度比C＃快得多。只有一个文件更改时的增量构建 - 最常见的构建 - 比C＃快15倍。随着时间的推移，更快的编译会增加生产率。更快的迭代次数使得更容易保持编程的“流程”。

没有垃圾收集器

Unity的垃圾收集器是强制性的，并且存在很多问题。它很慢，在主线程上运行，一次收集所有垃圾，分割堆，从不收缩堆。因此，您的游戏将体验“框架故障”，最终您将耗尽内存并崩溃。

需要花费大量精力来解决GC问题，并且生成的代码难以维护和缓慢。这包括像对象池这样的技术，它基本上使内存管理手动。你还必须避免像int托管类型这样的类型，比如在某些情况下object不使用foreach循环，以及各种其他陷阱。

C ++没有必需的垃圾收集器，并通过“智能指针”类型（如shared_ptr）提供可选的自动内存管理功能。它提供了Unity原始垃圾收集器的绝佳替代品。

虽然使用某些.NET API仍然会涉及垃圾创建，但问题仅包含在那些API中，而不是所有代码的普遍问题。

总控制

通过直接使用C ++，您可以完全控制CPU将执行的代码。使用C ++编译器生成最佳代码比使用C＃编译器，IL2CPP以及最终使用C ++编译器更容易。切断中间人，您可以利用编译器内在函数或汇编来使用强大的CPU功能（如SIMD和硬件AES加密）直接编写机器代码，从而获得巨大的性能提升。

没有IL2CPP令人惊讶

虽然IL2CPP已经将C＃转换为C ++，但它会产生大量开销。如果您阅读生成的C ++，会有很多惊喜。例如，使用静态变量的任何函数都有开销，而每个类的开头都存储了额外的两个指针。对于各种功能也是如此sizeof()，例如强制性空检查等。相反，你可以直接编写C ++而不需要解决IL2CPP问题。

行业标准语言

C ++是视频游戏以及许多其他领域的标准语言。通过使用C ++编程，您可以更轻松地将技能和代码传输到非Unity项目和从非Unity项目传输。例如，您可以使用与在虚幻引擎或Lumberyard引擎中使用的相同语言（C ++）来避免锁定。

UnityNativeScripting功能

代码生成器将任何C＃API公开给C ++
支持Windows，macOS，Linux，iOS和Android（编辑器和独立）
适用于Unity 2017.x和5.x.
与其他C＃脚本一起玩得很好 - 不需要使用100％C ++
面向对象的API就像在C＃中一样

GameObject go;
Transform transform = go.GetTransform();
Vector3 position(1.0f, 2.0f, 3.0f);
transform.SetPosition(position);

热重新加载：在不重新启动游戏的情况下更改C ++
MonoBehaviour用C ++ 处理消息

void MyScript::Start()
{
	String message("MyScript has started");
	Debug::Log(message);
}

依赖于平台的编译（例如#if TARGET_OS_ANDROID）
CMake构建系统设置任何IDE项目或命令行构建

代码生成器

该项目的核心是代码生成器。它生成称为“绑定”的C＃和C ++代码，使C＃API可用于C ++游戏代码。它支持多种语言功能：

类型
- class
- struct
- enum
- 数组（单维和多维）
- 代表们（例如Action）
- decimal
输入内容
- 构造函数
- 方法
- 字段
- 性能（get和set喜欢obj.x）
- 索引器（get和set喜欢obj[x]）
- 活动（add和remove代表）
- 重载运算符
- 拳击和拆箱（例如铸造int，object反之亦然）
功能特点
- out和ref参数
- 通用类型和方法
- 默认参数
跨语言功能
- 例外（C＃到C ++和C ++到C＃）
- 使用C ++类实现C＃接口
- 使用C ++类从C＃类派生

请注意，代码生成器尚不支持：

Array，string和object方法（例如GetHashCode）
非空字符串默认参数和空非字符串默认参数
隐含params参数（又名“var args”）传递
C＃指针
嵌套类型
向下铸造

要配置代码生成器，请打开Unity/Assets/NativeScriptTypes.json并注意现有示例。添加到此文件以将更多来自Unity，.NET或自定义DLL的C＃API公开给您的C ++代码。

要运行代码生成器，请NativeScript > Generate Bindings从Unity编辑器中选择。

性能

几乎所有项目都会通过减少垃圾收集，消除IL2CPP开销以及访问编译器内在函数和汇编来获得净性能。从C ++调用C＃只会导致轻微的性能损失。在极少数情况下，几乎所有代码都是对.NET API的调用，那么您可能会遇到净性能损失。

测试和基准测试文章

优化文章

项目结构

在C ++中编写脚本时，C＃仅用作“绑定”层，因此Unity可以调用C ++函数，C ++函数可以调用Unity API。代码生成器用于根据项目的需要生成大多数这些绑定。

您的所有代码以及一些绑定都将存在于单个“本机”C ++插件中。当您更改C ++代码时，您将构建此插件，然后在编辑器或部署的构建中（例如，到Android设备）播放游戏。Unity不会有任何C＃代码编译，除非您运行代码生成器，这是不常见的。

标准C＃工作流程如下所示：

在像MonoDevelop这样的C＃IDE中编辑C＃代码
切换到Unity编辑器窗口
等待编译完成（慢，“真正的”游戏需要5秒以上）
运行游戏

使用C ++，工作流程如下所示：

在Xcode或Visual Studio等C ++ IDE中编辑C ++代码
构建C ++插件（非常快，通常不到1秒）
切换到Unity编辑器窗口。无需编译。
运行游戏

入门

下载或克隆此回购
将Unity/Assets目录中的所有内容复制到Unity项目的Assets目录中
编辑NativeScriptTypes.json并指定要从C ++访问的Unity，.NET和自定义DLL API的哪些部分。
编辑Unity/Assets/CppSource/Game/Game.cpp并Unity/Assets/CppSource/Game/Game.h创建游戏。提供了一些示例代码，但可以随意删除它。随着游戏的增长，您可以在此处添加更多C ++ source（.cpp）和header（.h）文件。

构建C ++插件

iOS版

安装CMake 3.6或更高版本
为构建文件创建目录。无处不在。
打开终端应用程序 /Applications/Utilities
执行 cd /path/to/your/build/directory
执行cmake -G MyGenerator -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/your/project/CppSource/iOS.cmake /path/to/your/project/CppSource。替换MyGenerator为您选择的发电机。要查看选项，请执行cmake --help并查看底部的列表。常见的选择包括从命令行构建的“Unix Makefiles”或使用Apple的IDE的“Xcode”。
现在，在构建目录中生成构建脚本或IDE项目文件
适合您的发电机构建。例如，make如果您选择Unix Makefiles作为生成器执行或打开，则执行，如果选择Xcode则NativeScript.xcodeproj单击Product > Build。

macOS（编辑和独立）

安装CMake 3.6或更高版本
为构建文件创建目录。无处不在。
打开终端应用程序 /Applications/Utilities
执行 cd /path/to/your/build/directory
执行cmake -G "MyGenerator" -DEDITOR=TRUE /path/to/your/project/CppSource。替换MyGenerator为您选择的发电机。要查看选项，请执行cmake --help并查看底部的列表。常见的选择包括从命令行构建的“Unix Makefiles”或使用Apple的IDE的“Xcode”。删除-DEDITOR=TRUE独立版本。
现在，在构建目录中生成构建脚本或IDE项目文件
适合您的发电机构建。例如，make如果您选择Unix Makefiles作为生成器执行或打开，则执行，如果选择Xcode则NativeScript.xcodeproj单击Product > Build。

Windows（编辑器和独立）

安装CMake 3.6或更高版本
为构建文件创建目录。无处不在。
单击“开始”按钮，键入“命令提示符”，然后单击应用程序，打开命令提示符
执行 cd /path/to/your/build/directory
执行cmake -G "Visual Studio VERSION YEAR Win64" -DEDITOR=TRUE /path/to/your/project/CppSource。替换VERSION并YEAR使用您要使用的Visual Studio版本。要查看选项，请执行cmake --help并查看底部的列表。例如，"Visual Studio 15 2017 Win64"用于Visual Studio 2017.任何版本，包括社区，都可以正常工作。删除-DEDITOR=TRUE独立版本。
现在，在构建目录中生成项目文件
打开NativeScript.sln并单击Build > Build Solution。

Linux（编辑和独立）

安装CMake 3.6或更高版本
为构建文件创建目录。无处不在。
根据您的Linux发行版打开适合的终端
执行 cd /path/to/your/build/directory
执行cmake -G "MyGenerator" -DEDITOR=TRUE /path/to/your/project/CppSource。替换MyGenerator为您选择的发电机。要查看选项，请执行cmake --help并查看底部的列表。最常见的选择是从命令行构建“Unix Makefile”，但也有IDE选项。删除-DEDITOR=TRUE独立版本。
现在，在构建目录中生成构建脚本或IDE项目文件
适合您的发电机构建。例如，make如果您选择Unix Makefiles作为生成器，请执行。

Android的

安装CMake 3.6或更高版本
为构建文件创建目录。无处不在。
打开终端（macOS，Linux）或命令提示符（Windows）
执行 cd /path/to/your/build/directory
执行cmake -G MyGenerator -DANDROID_NDK=/path/to/android/ndk /path/to/your/project/CppSource。替换MyGenerator为您选择的发电机。要查看选项，请执行cmake --help并查看底部的列表。要为Android以外的任何平台构建，请省略该-DANDROID_NDK=/path/to/android/ndk部分。
现在，在构建目录中生成构建脚本或IDE项目文件
适合您的发电机构建。例如，make如果您选择Unix Makefiles作为生成器，请执行。