UnityにおけるgameObjectプロパティの内部実装と利用ガイド

以下は、C#のコンソールアプリケーションとして、UnityのMonoBehaviourにおけるthis.gameObjectの概念を模擬した擬似コードの例です。
実際のUnity環境とは異なりますが、概念理解のための参考例としてご覧ください。

using System;

namespace UnityPseudoExample
{
    // 簡略化した GameObject クラス
    public class GameObject
    {
        public string Name { get; set; }
        public Transform Transform { get; set; }

        public GameObject(string name)
        {
            Name = name;
            Transform = new Transform();
        }
    }

    // Transform クラス（位置情報を保持）
    public class Transform
    {
        public Vector3 Position { get; set; }

        public Transform()
        {
            Position = new Vector3(0, 0, 0);
        }
    }

    // Vector3 構造体（位置情報を表現）
    public struct Vector3
    {
        public float X;
        public float Y;
        public float Z;

        public Vector3(float x, float y, float z)
        {
            X = x; Y = y; Z = z;
        }

        public override string ToString() => $"({X}, {Y}, {Z})";
    }

    // 基本の Component クラス。実際の Unity ではより複雑ですが、概念説明用です。
    public class Component
    {
        protected GameObject _gameObject;

        public Component(GameObject gameObject)
        {
            _gameObject = gameObject;
        }

        // gameObject プロパティ：このコンポーネントが所属する GameObject を返す
        public GameObject gameObject
        {
            get { return _gameObject; }
        }
    }

    // MonoBehaviour は Component を継承し、Unity のスクリプト基底クラスに相当する
    public class MonoBehaviour : Component
    {
        public MonoBehaviour(GameObject gameObject) : base(gameObject) { }
    }

    // ExampleScript クラス：MonoBehaviour を継承し、this.gameObject を利用する例
    public class ExampleScript : MonoBehaviour
    {
        public ExampleScript(GameObject gameObject) : base(gameObject) { }

        public void Start()
        {
            // this.gameObject を利用して、自身がアタッチされている GameObject の情報を取得する
            Console.WriteLine("My GameObject name is: " + this.gameObject.Name);

            // GameObject の Transform を通じて位置を変更する
            this.gameObject.Transform.Position = new Vector3(0, 5, 0);
            Console.WriteLine("My GameObject new position: " + this.gameObject.Transform.Position);
        }
    }

    // Main メソッド：擬似的に Unity の実行環境を模倣
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 新しい GameObject インスタンスを生成
            GameObject myObject = new GameObject("MyPseudoUnityObject");

            // ExampleScript コンポーネントを生成し、myObject に紐付ける
            ExampleScript exampleScript = new ExampleScript(myObject);

            // Start メソッドを呼び出して、this.gameObject の動作を確認する
            exampleScript.Start();

            // 終了前にキー入力待ち
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

説明

• GameObject クラス
  • Name プロパティと Transform プロパティを持ち、生成時に初期化します。
• Transform クラスと Vector3 構造体
  • 位置情報を保持し、Vector3 は簡単な3次元ベクトルを表現します。
• Component クラス
  • 内部に _gameObject を保持し、gameObject プロパティで所属する GameObject を返します。
• MonoBehaviour クラス
  • Unity のスクリプト基底クラスに相当し、Component を継承しています。
• ExampleScript クラス
  • MonoBehaviour を継承し、this.gameObject を利用して自身の GameObject の情報（名前と位置）にアクセスしています。
• Program クラスの Main メソッド
  • GameObject と ExampleScript を生成し、ExampleScript の Start() メソッドを呼び出すことで、this.gameObject の利用例を実行します。

このコードは、Unityエンジンの内部動作を模擬した擬似コードであり、実際の Unity の動作とは異なりますが、this.gameObject の使い方やその概念を理解するための参考になります。

GameObjectクラスには、Componentのインスタンス一覧を保有することをシミュレートすると・・・

Unity の内部実装では、GameObject は複数のコンポーネントの管理情報を保持しています。
ただし、Unity の公開 API では、その一覧が直接公開されているわけではなく、GetComponent 系のメソッドを通じて個々のコンポーネントにアクセスする形になっています。

例えば、内部的には以下のような感じで、GameObject がコンポーネントのリストを保持していると考えられます（これはあくまで概念的な擬似コードです）。

public class GameObject {
    // 内部的にコンポーネントの一覧を保持していると仮定
    private List<Component> components = new List<Component>();

    public string Name { get; set; }
    public Transform Transform { get; set; }

    public GameObject(string name) {
        Name = name;
        Transform = new Transform();
    }

    // コンポーネントを追加するメソッド（実際の Unity では AddComponent<T>()）
    public void AddComponent(Component component) {
        components.Add(component);
    }

    // 型 T のコンポーネントを取得する（実際の Unity の GetComponent<T>()）
    public T GetComponent<T>() where T : Component {
        foreach (Component comp in components) {
            if (comp is T)
                return comp as T;
        }
        return null;
    }
}

補足

• 内部管理
  Unity の実際の GameObject では、コンポーネントはネイティブコード側で管理され、C# からは GetComponent や AddComponent などの API を通じてアクセスします。
• API の利用
  ユーザーは直接コンポーネント一覧を操作することはなく、必要なコンポーネントを API 経由で取得・操作します。

このように、概念的には GameObject は自身にアタッチされているコンポーネントの一覧を内部に持っており、それにより柔軟な機能拡張が可能となっています。