Unity基于状态机的逻辑控制

MLT · 发表于 2023-3-30 10:04

Unity是一款非常流行的游戏引擎，它提供了多种逻辑控制方式，其中基于状态机的逻辑控制是其中的一种。本文将详细介绍Unity基于状态机的逻辑控制，并给出相关的代码实现。
对啦！这里有个游戏开发交流小组里面聚集了一帮热爱学习游戏的零基础小白，也有一些正在从事游戏开发的技术大佬，欢迎你来交流学习。
一、什么是状态机？
状态机是一种常用的逻辑控制方式，它是由一系列状态和转移条件组成的。在状态机中，每个状态都代表了一种特定的行为或状态，而转移条件则表示了从一个状态到另一个状态的条件。当满足某个状态的转移条件时，状态机就会自动地从当前状态转移到下一个状态，并执行相应的行为。
二、Unity中的状态机
Unity中的状态机是基于Animator组件实现的。Animator组件是一种用于控制游戏对象动画的组件，它可以将多个动画片段组合成一个动画状态机，并在游戏运行时自动地控制动画的播放。
在Unity中，我们可以通过Animator Controller来创建状态机。Animator Controller是一种用于管理动画状态机的控制器，它可以将多个动画状态组合成一个状态机，并通过转移条件来控制状态的切换。在Animator Controller中，每个状态都代表了一种特定的动画状态，而转移条件则表示了从一个状态到另一个状态的条件。
三、状态机的实现
在Unity中，我们可以通过代码来实现状态机。下面是一个简单的状态机实现示例：
首先，我们需要定义状态枚举类型：
public enum State
{
Idle,
Walk,
Run,
Jump
}
接下来，我们需要定义一个状态机类：
public class StateMachine
{
private State currentState;
private Dictionary<State, List<Transition>> transitions;

public StateMachine()
{
      transitions = new Dictionary<State, List<Transition>>();
}

public void AddTransition(State fromState, State toState, Func<bool> condition)
{
      if (!transitions.ContainsKey(fromState))
      {
         transitions[fromState] = new List<Transition>();
      }

      transitions[fromState].Add(new Transition(toState, condition));
}

public void SetState(State state)
{
      currentState = state;
}

public void Update()
{
      foreach (Transition transition in transitions[currentState])
      {
         if (transition.Condition())
         {
            currentState = transition.ToState;
            break;
         }
      }
}

private class Transition
{
      public State ToState { get; }
      public Func<bool> Condition { get; }

      public Transition(State toState, Func<bool> condition)
      {
         ToState = toState;
         Condition = condition;
      }
}
}
在StateMachin类中，我们定义了currentState和transitions两个变量。currentState表示当前状态，transitions则是一个字典，用于存储状态之间的转移条件。
接下来，我们定义了AddTransition方法，用于向状态机中添加状态之间的转移条件。该方法接受三个参数，分别是fromState、toState和condition。fromState表示转移的起始状态，toState表示转移的目标状态，condition则是一个委托，用于判断是否满足转移条件。
我们还定义了SetState方法，用于设置当前状态。最后，我们定义了Update方法，用于更新状态机的状态。在Update方法中，我们遍历当前状态的所有转移条件，如果满足某个转移条件，则将当前状态设置为目标状态。
四、状态机的使用
在使用状态机时，我们需要先创建一个StateMachine对象，并向其中添加状态之间的转移条件。下面是一个简单的使用示例：
首先，我们需要定义一个Player类，用于表示游戏中的玩家：
public class Player : MonoBehaviour
{
private StateMachine stateMachine;

private void Start()
{
      stateMachine = new StateMachine();
      stateMachine.AddTransition(State.Idle, State.Walk, () => Input.GetKey(KeyCode.W));
      stateMachine.AddTransition(State.Walk, State.Idle, () => !Input.GetKey(KeyCode.W));
      stateMachine.AddTransition(State.Idle, State.Run, () => Input.GetKey(KeyCode.LeftShift));
      stateMachine.AddTransition(State.Run, State.Idle, () => !Input.GetKey(KeyCode.LeftShift));
      stateMachine.AddTransition(State.Idle, State.Jump, () => Input.GetKeyDown(KeyCode.Space));
      stateMachine.AddTransition(State.Jump, State.Idle, () => true);
      stateMachine.SetState(State.Idle);
}

private void Update()
{
      stateMachine.Update();

      switch (stateMachine.CurrentState)
      {
         case State.Idle:
            // Do idle action
            break;
         case State.Walk:
            // Do walk action
            break;
         case State.Run:
            // Do run action
            break;
         case State.Jump:
            // Do jump action
            break;
      }
}
}
在Player类中，我们首先创建了一个StateMachine对象，并向其中添加了状态之间的转移条件。例如，当按下W键时，状态从Idle转移到Walk状态；当松开W键时，状态从Walk转移到Idle状态。
在Update方法中，我们首先调用stateMachine.Update方法，用于更新状态机的状态。接着，根据当前状态执行相应的行为。
五、总结
基于状态机的逻辑控制是一种非常常用的逻辑控制方式，它可以帮助我们更加清晰地组织游戏逻辑，并提高代码的可读性和可维护性。在Unity中，我们可以通过Animator Controller实现状态机的功能，也可以通过代码实现自己的状态机。本文介绍了Unity基于状态机的逻辑控制，并给出了相关的代码实现。希望读者能够从中受益，并在实际的游戏开发中灵活运用。

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