Unity之有限状态机

这几天我在试图学习Unity里的动作系统，了解到“有限状态机”这个东西，之前一直有听说过，以前总感觉很高大上，花了一节水课的时间大概弄懂了，于是分享一下。

温馨提示：在开始阅读本文之前，请确保你了解C#语言中接口、继承、抽象类等相关知识点，否则可能会看不懂）。

什么是有限状态机？

对于玩家和怪物，总会存在几个状态：比如待机、跑步、攻击、巡逻...这些都可以称之为状态。我们在Unity开发中最常接触的有限状态机就是我们的Animator窗口——它就是一个有限状态机。 使用有限状态机，可以更方便我们去进行人物行为动作管理和逻辑管理，比如玩家处于待机状态，按下W键切换到跑步状态、跳跃时进入跳跃状态，我们把不同状态用状态机进行管理，就会好很多。

通用的有限状态机框架

在我观看数位、海内海外的博主的视频，发现他们都会采用同一套框架，逻辑、代码都是极其相似的，于是进行总结。
首先我们新建一个名为IState.cs： 
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using UnityEngine;
public interface IState
{
    public void Enter();
    public void Exit();
    public void Update();
}

作用是实现一个接口，相当于一套代码规范，我们的所有状态：待机、跑步、跳跃等都要实现接口里的方法。

第二步，我们写状态继承该接口，这里我新建个脚本IdleState.cs

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using UnityEngine;
public class IdleState
{
    //初始化状态机
    private FSM manager;

    public IdleState(FSM manager)
    {
        this.manager = manager;
    }

    public void Enter()
    {
        //书写逻辑
    }
    public void Exit()
    {
        //书写逻辑
    }
    public void Update()
    {
        //书写逻辑
    }
}

第三步，我们开始写状态机主体框架，新建FSM.cs文件：

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using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Windows.Speech;

public enum StateType
{
    idle,
    run,
    jump
}

public class FSM : MonoBehaviour
{
    //当前状态
    private IState currentIState;
    //字典存储状态
    public Dictionary<StateType, IState> states;
    public FSM()
    {
        //设置默认状态
        this.states = new Dictionary<StateType, IState>();
    }

    //添加状态
    public void AddState(StateType state, IState istate)
    {
        if (states.ContainsKey(state))
        {
            Debug.Log("请勿重复添加");
        }
        states.Add(state, istate);
    }
    //转换状态
    public void TransformState(StateType state)
    {
        if (states.ContainsKey(state))
        {
            Debug.Log("已经转换到此状态了！");
        }
        if (currentIState != null)
        {
            currentIState.Exit();
        }
        currentIState = states[state];
        currentIState.Enter();
    }

    void Start()
    {
        //注册状态
        states.Add(StateType.idle,new IdleState(this))
    }

    void Update()
    {
        //状态每帧执行的函数
        currentIState.Update();
    }
}

让我们重新理清逻辑：
IState.cs：所有状态都有“进入状态”“状态执行中”“退出状态”三个方法，于是我们用代码写个接口，所有状态均继承这个接口。
FSM.cs：状态机的核心部分，首先用枚举定义我们有几种状态，接着我们用IState的一个实例currentState,根据“父装子”原则,用于代表我们当前的状态。
同时，我们定义一个字典states，用于存储我们的状态，接下来构造函数。然后我们写添加状态和转换状态的方法，在Start函数里注册完我们的所有方法，Update函数里去进行状态调用。

那么状态机用来干什么？主要是提升我们的开发效率、简化代码吧，它可以用来制作敌人AI逻辑、也可以用来丰富我们的角色控制器，用处还是很大的。