Unity状态机的实现方法一

Unity状态机知识点整理

1. 状态机基本概念

1.1 什么是状态机

Unity常见的状态机管理分为三种：

1. 枚举状态机
2. 通过实现接口的方式多态出的更加便于维护的状态机
3. Unity Animator自带的StateMachineBehaviour

1.2 不同状态机实现方式的对比

自定义状态机（枚举/接口）特点：

1. 控制灵活度

   • 完全自主控制状态转换逻辑
   • 可以方便地访问和修改游戏对象的任何组件
   • 能够实现复杂的状态嵌套和组合

2. 性能优势

   • 代码执行效率高
   • 内存占用小
   • 可以精确控制状态检查的频率

3. 调试便利性

   • 可以方便地添加调试信息
   • 状态切换逻辑清晰可见
   • 便于断点调试

4. 使用场景

   • 适合复杂的游戏逻辑控制
   • 需要频繁状态切换的情况
   • 需要与其他系统紧密集成的情况

StateMachineBehaviour特点：

1. 可视化优势

   • 在Animator窗口中可视化编辑
   • 状态转换条件直观显示
   • 便于美术和策划理解和配置

2. 动画集成

   • 与动画系统紧密结合
   • 自动处理动画过渡
   • 内置动画事件支持

3. 局限性

   • 状态逻辑需要通过特定的回调函数实现
   • 访问其他组件相对繁琐
   • 不适合处理复杂的游戏逻辑

4. 使用场景

   • 主要用于动画状态控制
   • 简单的行为状态切换
   • 需要可视化编辑的情况

1.3 StateMachineBehaviour示例

public class PlayerRunBehavior : StateMachineBehaviour
{
    // 状态进入时调用
    override public void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 初始化逻辑
    }

    // 状态更新时调用
    override public void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 更新逻辑
    }

    // 状态退出时调用
    override public void OnStateExit(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex)
    {
        // 清理逻辑
    }
}

1.4 选择建议

1. 使用自定义状态机当：

   • 需要处理复杂的游戏逻辑
   • 需要高性能和精确控制
   • 状态之间有复杂的数据传递
   • 需要与多个系统交互

2. 使用StateMachineBehaviour当：

   • 主要处理动画相关的状态
   • 需要可视化编辑状态流程
   • 团队中有非程序人员需要配置状态
   • 状态逻辑相对简单

2. 脚本中的状态机实现分析

2.1 状态定义

protected enum State
{
    Normal,  // 普通状态
    Attack   // 攻击状态
}
protected State currentState;  // 当前状态

2.2 状态初始化

protected virtual void Awake()
{
    controller = GetComponent<CharacterController>();
    animator = GetComponent<Animator>();
    currentState = State.Normal;  // 初始化为普通状态
}

2.3 状态切换机制

protected void ChangeState(State state)
{
    // 退出当前状态
    switch(currentState)
    {
        case State.Normal:
            break;
        case State.Attack:
            break;
    }
    
    // 进入新状态
    switch(state)
    {
        case State.Normal:
            break;
        case State.Attack:
            animator.SetTrigger("Attack");  // 触发攻击动画
            break;
    }
    currentState = state;  // 更新当前状态
}

3. 枚举状态机的优势

3.1 代码组织优势

• 结构清晰：每个状态的行为被清晰地划分
• 易于维护：添加新状态只需扩展枚举和相应的处理逻辑
• 代码复用：状态逻辑可以被多个角色类继承和复用

3.2 游戏逻辑优势

• 状态隔离：不同状态的行为互不干扰
• 转换控制：可以严格控制状态间的转换条件
• 动画整合：便于与动画系统集成（如示例中的animator）

4. 使用流程

1. 定义状态

   • 使用enum定义可能的状态
   • 声明当前状态变量

2. 初始化

   • 在Awake或Start中设置初始状态
   • 获取必要的组件引用

3. 状态切换

   • 实现状态切换方法
   • 处理退出当前状态的逻辑
   • 处理进入新状态的逻辑
   • 更新状态标记

4. 状态更新

   • 在Update等生命周期方法中根据当前状态执行相应逻辑
   • 通过HandleMovement等抽象方法实现具体行为

5. 扩展建议

5.1 状态扩展示例

protected enum State
{
    Normal,
    Attack,
    Jump,    // 可添加跳跃状态
    Hurt     // 可添加受伤状态
}

5.2 功能扩展方向

1. 状态参数

   • 可以为每个状态添加参数配置
   • 使用ScriptableObject存储状态配置

2. 状态持续时间

   • 可以添加状态持续时间控制
   • 实现状态自动切换机制

3. 状态嵌套

   • 可以实现状态的层级结构
   • 支持子状态机的实现

6. 注意事项

1. 状态切换的原子性

   • 确保状态切换过程是完整的
   • 避免状态切换过程中的中断

2. 性能考虑

   • 避免频繁的状态切换
   • 合理控制状态数量

3. 代码维护

   • 保持状态逻辑的独立性
   • 做好状态切换的条件管理
   • 适当的注释和文档说明

以上是Unity两种状态机的实现方式，更便于维护的状态机是枚举状态机，此内容会在后续的投稿中更新！！！！！