《游戏编程模式》-Bob Nystrom
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状态模式
有限状态机FSM
有限状态机帮助我们梳理角色的状态，防止出现一些可能由“连点”等操作导致的让一个动作不断重复的bug。unity中的动画系统很大程度上便是基于FSM进行设计的。本章通过FSM引入状态模式
定义
- 状态机拥有所有可能状态
- 状态机同时只能存在一个状态
- 状态机可以接收连续的输入与事件
- 每个状态都有一系列状态转移方法，这些方法与输入和另一状态相关
FSM的简单实现
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| namespace StatePattern
{
public class SimpleFSM : MonoBehaviour
{
private enum State
{
Idle,
Attack,
Walk
}
private State _current;
private void Start()
{
_current = State.Idle;
}
private void Update()
{
switch (_current)
{
case State.Idle:
Idle();
break;
case State.Attack:
Attack();
break;
case State.Walk:
Walk();
break;
default:
throw new ArgumentOutOfRangeException();
}
}
private void Idle() { }
private void Attack() { }
private void Walk() { }
}
}
|
面向对象的状态模式
GoF: 允许一个对象在其内部状态发生变化时改变自己的行为，该对象看起来好像修改了它的类型
Switch方法已经可以很好的实现一个简单的状态机了，但是在FSM中，我们可以更进一步，通过OOP的思想来编写FSM。通过实现状态接口、让每个状态成为类、状态委托这三步便可以实现这一点。其核心目的是将状态的行为和数据封装到单一类中。
动态面向对象FSM实现
状态基类与状态类：
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| namespace StatePattern
{
public abstract class FsmBase
{
public virtual void OnEnter() {}
public virtual void OnExit() {}
public abstract void OnUpdate();
public abstract FsmBase TransitState();
}
public class IdleState : FsmBase
{
private float _changeTime;
public IdleState(float changeTime)
{
_changeTime = changeTime;
}
public override void OnEnter()
{
Debug.Log("Idle Enter");
}
public override void OnUpdate()
{
Debug.Log("Idle Update");
}
public override FsmBase TransitState()
{
_changeTime -= Time.deltaTime;
if (_changeTime < 0.1f)
{
return new AttackState();
}
return this;
}
}
public class AttackState : FsmBase
{
public override void OnExit()
{
Debug.Log("Attack Exit");
}
public override void OnUpdate()
{
Debug.Log("Attack Update");
}
public override FsmBase TransitState()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))
{
return new IdleState(3f);
}
return this;
}
}
}
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| namespace StatePattern
{
public class Test : MonoBehaviour
{
private FsmBase _current;
private void Start()
{
_current = new IdleState(1f);
_current.OnEnter();
}
private void Update()
{
FsmBase temp = _current.TransitState();
if (temp != _current)
{
_current.OnExit();
_current = temp;
_current.OnEnter();
}
_current.OnUpdate();
}
}
}
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并发状态机
当我们通过FSM来管理一个角色的状态，有走、跑、跳等，若我们现在想为这个角色添加各类武器，若我们仍然通过单一FSM来进行管理，状态就会变成走斩、跑斩、跳劈、走射、跑射等，如果我们还想添加别的角色模块，就会让单一FSM的状态数量成指数上涨，这并不易于编写。
这种情况下，并发状态机便可以被使用，其核心便是分离角色状态，通过复数状态机进行管理，如上述例子中，可以分离为“角色动作”与“角色装备”，通过两个同时运行的状态机进行管理。
分层状态机
当状态机中有多个状态有部分相似的行为时，我们便可以通过分层状态机来减少代码编写量。
因为我们采用了OOP的思想来建构状态机，而OOP中类共享代码的形式为继承，我们便可以为这些状态创建父类作为父状态，子状态进行继承即可。
下推状态机
通过状态栈来管理状态，把新状态推入栈，当前状态为栈顶的状态，当我们不需要该状态时出栈即可，这样便可以实现记忆状态的目的。
