状态机FSM
前言
状态机是很奇妙的东西，在做简单的小项目几乎用不上它。但一旦项目复杂想做的功能多了，就必须使用规范的状态机。不然各个状态切换会极其困难。
与其在一个类数百行代码管理数个状态，不如一个状态一个类，这样今后添加修改会方便的多。
我学习了一种常见的状态机写法：
- 每一个状态具有一个独立的
state类，其规定这个状态特有的行为； - 有一个或多个
statemachine类管理state的切换；
它遵循“状态模式”以及“策略模式”，符合单一职责原则与接口隔离原则。
内容
1. 定义状态接口
首先，定义一个状态接口，每个状态都需要实现这个接口。
public interface IState
{
void Enter();
void Execute();
void Exit();
}
Enter()：当进入这个状态时执行的逻辑。Execute()：在这个状态下每一帧执行的逻辑。Exit()：当离开这个状态时执行的逻辑。
2. 实现具体的状态
接下来，实现具体的状态类，举例如下：
public class IdleState : IState
{
public void Enter()
{
Debug.Log("Entering Idle State");
animator.Play("Idle"); // 播放Idle动画;
}
public void Execute()
{
Debug.Log("Executing Idle State");
//例如输入不为0，则进入特定状态;
}
public void Exit()
{
Debug.Log("Exiting Idle State");
}
}
public class MoveState : IState
{
public void Enter()
{
Debug.Log("Entering Move State");
animator.Play("Move"); // 播放移动动画
//监听其他行为，例如按下`shift`,那么切换到跑步状态。
}
public void Execute()
{
Move();
//进入移动动画
Debug.Log("Executing Move State");
}
public void Exit()
{
Debug.Log("Exiting Move State");
//取消特定的监听。
}
private void Move()
{
//实现移动
}
}
事实上，我通常会添加一个movement状态，关于移动的细分状态继承于它，毕竟移动状态会有大量的相同逻辑，例如将移动输入映射到动画控制器。
3. 创建状态机管理器
然后，创建一个状态机管理器，用于切换状态和执行当前状态的逻辑。
public class StateMachine
{
private IState currentState;
// 提供状态切换的接口;
public void ChangeState(IState newState)
{
if (currentState != null)
{
currentState.Exit();
}
currentState = newState;
currentState.Enter();
}
public void Update()
{
if (currentState != null)
{
currentState.Execute();
}
}
}
4. 在Unity中使用
在你的游戏对象中使用这个状态机。你可以在Update方法中调用状态机的Update方法，以执行当前状态的逻辑。
public class PlayerController : MonoBehaviour
{
private StateMachine stateMachine;
void Start()
{
stateMachine = new StateMachine();
stateMachine.ChangeState(new IdleState()); // 初始状态为Idle
}
void Update()
{
stateMachine.Update();
}
}
5. 优点及缺点
- 可扩展性：添加新的状态非常方便，不会影响现有的状态逻辑。
- 可维护性：状态之间是解耦的，代码容易调试和维护。
- 模块化：状态的职责是独立的，代码结构更加清晰。
- 文件数量多：每个状态都有一个单独的类，会导致项目中文件数量增多，结构变得复杂。
- 初期架构复杂：状态机的初期搭建比较困难。