unity之通用FSM有限状态机（一）

什么是有限状态机：

有限状态机是一种用来进行对象行为建模的工具，作用是描述对象在它的生命周期内所经历的状态序列，以及如何响应来自外界的各种事件。简单理解就是：状态满足条件下的一种处理机制。

有限状态机，任意时刻都处于有限状态集合中的某一状态。当获得一个输入字符时，将从当前状态转换到另一状态或仍保持当前状态。

每一个状态都有三种行为：进入、 执行、 离开。

 

对状态机有一个简单的了解之后，那么状态机在unity游戏开发中有哪些应用呢？

大多游戏都有以下流程：

这些流程，我们是不是可以理解为状态。

在AI 方面，游戏中的玩家行为大致有以下状态：

站立（待机）、跑、跳、普攻、技能1，技能2，技能3，受伤、控制（眩晕、禁锢）、死亡 等等

 

以上2种举例都可体现有限状态机在游戏中的应用。故设计通用的状态机就显得很有必要。而不是为每一个应用都写一个状态机。

 

废话不多说，直接上代码

状态机基类：

public abstract class TestFsmBase
{
    /// <summary>
    /// 状态机编号
    /// </summary>
    public int FsmId { get; private set; }

    /// <summary>
    /// 状态机当前的状态
    /// </summary>
    public sbyte CurrState;


    public TestFsmBase(int fsmId)
    {
        FsmId = fsmId;
    }

    /// <summary>
    /// 关闭
    /// </summary>
    public abstract void ShutDown();
}

 

状态机状态

public class TestFsmState<T> where T : class
{
    public TestFsm<T> CurrFsm;

    public virtual void OnEnter()
    {
    }

    public virtual void OnUpdate()
    {
    }

    public virtual void OnLeave()
    {
    }

    public virtual void OnDestroy()
    {

    }
}

 

状态机：

using System.Collections.Generic;

public class TestFsm<T> : TestFsmBase where T : class
{
    /// <summary>
    /// 状态机拥有者
    /// </summary>
    public T Owner { get; private set; }

    public TestFsmState<T> m_CurrFsmState;

    public Dictionary<sbyte, TestFsmState<T>> m_StateDic;


    public TestFsm(int fsmId, T owner, TestFsmState<T>[] status) : base(fsmId)
    {
        Owner = owner;
        m_StateDic = new Dictionary<sbyte, TestFsmState<T>>();
        for (int i = 0; i < status.Length; i++)
        {
            m_StateDic[(sbyte)i] = status[i];
            status[i].CurrFsm = this;//状态的状态机就是Fsm本身
        }
        CurrState = -1;
    }

    /// <summary>
    /// 获取状态
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public TestFsmState<T> GetState(sbyte stateType)
    {
        m_StateDic.TryGetValue(stateType, out TestFsmState<T> fsmState);
        return fsmState;
    }

    /// <summary>
    /// 切换状态
    /// </summary>
    /// <param name="newState"></param>
    public void ChangeState(sbyte newState)
    {
        //上一个状态离开 新状态进入
        if (newState == CurrStateType) return;
        if (m_CurrFsmState != null)
        {
            m_CurrFsmState.OnLeave();
        }
        if (m_StateDic.TryGetValue(newState, out TestFsmState<T> newFsmState))
        {
            CurrState = newState;
            m_CurrFsmState = newFsmState;
            m_CurrFsmState.OnEnter();
        }
    }

    public void OnUpdate()
    {
        if (m_CurrFsmState != null)
        {
            m_CurrFsmState.OnUpdate();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 关闭状态机
    /// </summary>
    public override void ShutDown()
    {
        if (m_CurrFsmState != null)
        {
            m_CurrFsmState.OnLeave();
        }
        var enumerator = m_StateDic.GetEnumerator();
        while (enumerator.MoveNext())
        {
            enumerator.Current.Value.OnDestroy();
        }
        m_StateDic.Clear();
    }
}

 

状态机管理器：

using System;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 状态机管理器
/// </summary>
public class TestFsmManager : IDisposable
{
    private int m_tempFsmId = 1;
    private readonly Dictionary<int, TestFsmBase> fmsDic;

    public TestFsmManager()
    {
        fmsDic = new Dictionary<int, TestFsmBase>();
    }

    /// <summary>
    /// 创建
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="own"></param>
    /// <param name="status"></param>
    /// <returns></returns>
    public TestFsm<T> CreateFsm<T>(T owner, TestFsmState<T>[] status) where T : class
    {
        TestFsm<T> fsm = new TestFsm<T>(m_tempFsmId++, owner, status);
        fmsDic[m_tempFsmId] = fsm;
        return fsm;
    }

    /// <summary>
    /// 是否存在
    /// </summary>
    /// <param name="fsmId"></param>
    /// <returns></returns>
    public bool HasFsm(int fsmId)
    {
        return fmsDic.ContainsKey(fsmId);
    }

    /// <summary>
    /// 销毁
    /// </summary>
    /// <param name="fsmId"></param>
    public void DestroyFsm(int fsmId)
    {
        if (fmsDic.TryGetValue(fsmId, out TestFsmBase fsmBase))
        {
            fsmBase.ShutDown();
            fmsDic.Remove(fsmId);
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        var enumerator = fmsDic.GetEnumerator();
        while (enumerator.MoveNext())
        {
            enumerator.Current.Value.ShutDown();
        }
        fmsDic.Clear();
    }
}

 

接下来，讲解下状态机在流程应用方面是如何使用的。