或許廣大程序員之前接觸過游戲狀態機，這已不是個新鮮的詞匯了。其重要性我也不必多說了，但今天我要講到的一個狀態機框架或許您以前并未遇到過。所以，我覺得有必要將自己的心得分享一下。下面是一個鏈接：
http://wiki.unity3d.com/index.php/Finite_State_Machine。
接下來我所要講的就是基于此狀態機框架。首先聲明一下，這個狀態機框架并不是我寫的（我現在還沒這個能力呢！），我只是想分享從中得到的一點點感悟，僅此而已。好了，我們開始吧！


首先從此鏈接上映入眼簾的是兩個腳本加一個例子，由于是全英文的，估計大部分人不愿意碰這玩意，沒辦法，這就是瓶頸。如果你想更進一步的必須得越過這道坎，這就是核心競爭力！不過現在你不讀也行，因為我會一步一步為您解刨這個狀態機系統的。我想我這是幫人還是害人呢？您認為呢？腳本如下：

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using UnityEngine; using System.Collections; using System.Collections.Generic; public enum Transition { //定義了一個Transition(轉換)類型的枚舉變量，所以我們接下來要根據實際情況擴展此枚舉變量。NullTransition = 0, }public enum StateID { //定義了一個StateId（狀態ID）類型的枚舉變量，所以我們接下來也要根據實際情況擴展此枚舉變量。NullStateID = 0, }public abstract class FSMState//抽象類，我們必須繼承它才可以在腳本中實例化并使用它 {protected Dictionary<Transition, StateID> map = new Dictionary<Transition, StateID>();/*這個成員變量是一個Dictionary類型，就相當于java中的Map類型，存儲的是一個個的關聯對。此刻我們存儲的關聯對類型就是上面我們定義的連個枚舉類型。那么接下來我們猜也能才出來我們一定會向其添加關聯對，可能還會移除此關聯對。那么這個東西的用處我們現在還是很迷茫，不要緊，繼續向下看吧！沒問題的。*/protected StateID stateID;public StateID ID { get { return stateID; } }public void AddTransition(Transition trans, StateID id)//增加關聯對（轉換，狀態ID） {// Check if anyone of the args is invalidif (trans == Transition.NullTransition)//如果增加的轉換是個NullTransition（空轉換），直接Debug.LogError，然后返回 {Debug.LogError("FSMState ERROR: NullTransition is not allowed for a real transition");return;}if (id == StateID.NullStateID)//如果狀態ID是NullStateID（空狀態ID），怎么辦？還是Debug.LoError，然后返回 {Debug.LogError("FSMState ERROR: NullStateID is not allowed for a real ID");return;}if (map.ContainsKey(trans))//如果將要增加的關聯對是之前就存在與關聯容器中，也照樣Debug.LogError，之后返回被調用處 {Debug.LogError("FSMState ERROR: State " + stateID.ToString() + " already has transition " + trans.ToString() +"Impossible to assign to another state");return;}map.Add(trans, id);//沖破了這些阻礙的話，終歸可以添加此關聯對了，下面的DeleteTransition函數就不用我寫注釋了吧！ }public void DeleteTransition(Transition trans)//刪除關聯對函數，前提是里面要有這個關聯對啊！ {if (trans == Transition.NullTransition){Debug.LogError("FSMState ERROR: NullTransition is not allowed");return;}if (map.ContainsKey(trans)){map.Remove(trans);return;}Debug.LogError("FSMState ERROR: Transition " + trans.ToString() + " passed to " + stateID.ToString() +" was not on the state's transition list");}public StateID GetOutputState(Transition trans)//此函數由下面這個腳本FSMSystem.cs中的PerformTransition函數調用。是用來檢索狀態的。 {if (map.ContainsKey(trans)){return map[trans];}return StateID.NullStateID;}public virtual void DoBeforeEntering() { }//從名字就可以看出它的作用是什么，但是我們得在FSMSystem.cs中得到答案。public virtual void DoBeforeLeaving() { }public abstract void Reason(GameObject player, GameObject npc);/*這個函數與下面這個函數是這個類中最重要的函數。Reason函數負責監聽環境條件的改變并觸發相應的事件轉換。Act函數的作用在于表現當前狀態下NPC的行為。我們得在這個抽象類的子類中覆寫這兩個方法。*/ public abstract void Act(GameObject player, GameObject npc);}

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using UnityEngine; using System.Collections; using System.Collections.Generic;public class FSMSystem {private List<FSMState> states;//此類中植入一個類型為FSMState的List容器// The only way one can change the state of the FSM is by performing a transition//唯一你可以改變FSM中的狀態的方法是事先一個轉換，這樣講估計有點難以理解，不過我會通過例子來講解的。// Don't change the CurrentState directly 不要直接修改CurrentState的值。private StateID currentStateID ;public StateID CurrentStateID { get { return currentStateID; } }//記住，不要直接修改這個變量，之所以讓他公有是因為得讓其他腳本調用這個變量。private FSMState currentState;//記錄當前狀態public FSMState CurrentState { get { return currentState; } }//同上public FSMSystem(){states = new List<FSMState>();//實例化states。 }public void AddState(FSMState s)//增加狀態轉換對 { if (s == null){Debug.LogError("FSM ERROR: Null reference is not allowed");}if (states.Count == 0)
/*第一次添加時必定執行這塊代碼，因為一開始states是空的，并且這塊代碼設置了第一次添加的狀態是默認的當前狀態。這一點讀者一定要理解，不然對于后面的東西讀者會非常困惑的，因為其他地方沒有地方設置運行后默認的當前狀態。*/{states.Add(s);currentState = s;currentStateID = s.ID;//這里實例化了這兩個成員變量return;}foreach (FSMState state in states)//排除相同的狀態 {if (state.ID == s.ID){Debug.LogError("FSM ERROR: Impossible to add state " + s.ID.ToString() +" because state has already been added");return;}}states.Add(s);//這一句代碼第一次不執行，因為第一次states是空的，執行到上面的if里面后立即返回了 }public void DeleteState(StateID id)//跟據ID來從容器states中定向移除FSMState實例 { if (id == StateID.NullStateID){Debug.LogError("FSM ERROR: NullStateID is not allowed for a real state");return;} foreach (FSMState state in states){if (state.ID == id){states.Remove(state);return;}}Debug.LogError("FSM ERROR: Impossible to delete state " + id.ToString() + ". It was not on the list of states");}public void PerformTransition(Transition trans)//執行轉換 { if (trans == Transition.NullTransition){Debug.LogError("FSM ERROR: NullTransition is not allowed for a real transition");}// Check if the currentState has the transition passed as argumentStateID id = currentState.GetOutputState(trans);//這下我們得回到當初我所說講到的FSMState.cs中的那個檢索狀態的函數。如果檢索不出來，就返回NullStateId，即執行下面if語句。if (id == StateID.NullStateID){Debug.LogError("FSM ERROR: State " + currentStateID.ToString() + " does not have a target state " +" for transition " + trans.ToString());return;}currentStateID = id;//還是那句話，如果查到了有這個狀態，那么我們就將其賦值給成員變量currentStateID。foreach (FSMState state in states)//遍歷此狀態容器 {if (state.ID == currentStateID){currentState.DoBeforeLeaving();//我們在轉換之前或許要做點什么吧！，所以我們如有需要，得在FSMState實現類中覆寫一下這個方法currentState = state;//好了，做完了轉換之前的預備工作（DoBeforeLeaving），是時候該轉換狀態了currentState.DoBeforeEntering();//狀態轉換完成之后，有可能得先為新狀態做點事吧，那么我們也得DoBeforeEntering函數break;}}} }

我想大家對此腳本已有了一定的理解了，但是估計還不知道怎么用吧！我給的鏈接上有一個Example例子，但是光看這個要想想熟練運用這個狀態機系統確實得花一番心思。所以我來一步一步地解剖這個例子：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using UnityEngine;[RequireComponent(typeof(Rigidbody))] public class NPCControl : MonoBehaviour {public GameObject player;//主角public Transform[] path;//多個尋路點private FSMSystem fsm;//內置一個fsmpublic void SetTransition(Transition t) //轉換狀態 {fsm.PerformTransition(t);}public void Start(){MakeFSM();//首先初始化狀態機，執行MakeFSM函數 }public void FixedUpdate()//作為驅動源 {fsm.CurrentState.Reason(player, gameObject);//定期（默認是0.02秒，在Edit->rojectSetting->Time中可以發現）調用當前FSMState中的Reason函數，用以檢測外界環境是否發生變化，并且根據發生的變化來執行某些事件fsm.CurrentState.Act(player, gameObject);//定期執行當前狀態下的某些行為 }// The NPC has two states: FollowPath and ChasePlayer// If it's on the first state and SawPlayer transition is fired, it changes to ChasePlayer// If it's on ChasePlayerState and LostPlayer transition is fired, it returns to FollowPathprivate void MakeFSM(){FollowPathState follow = new FollowPathState(path);//定義并實例化FSMStatefollow.AddTransition(Transition.SawPlayer, StateID.ChasingPlayer);//向其添加轉換對 ChasePlayerState chase = new ChasePlayerState();chase.AddTransition(Transition.LostPlayer, StateID.FollowingPath);//我畫一張圖，你們就明白了這句話了：

那個實心的箭頭代表的代碼就是上面圓角矩形里面的代碼。看了之后我們因該明白了那兩句代碼的現實意義了吧！即定義轉換，也就是floow狀態可以與chase互相轉換，如果我們填充的狀態中出現了別的狀態比如說：state0，此時狀態floow就不能轉換到state0了，同樣state0也無法轉換到floow。

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fsm = new FSMSystem();//實例化fsmfsm.AddState(follow);//將follow裝載到fsm中fsm.AddState(chase);//將chase裝載到fsm中 } }public class FollowPathState : FSMState /*繼承抽象類FSMState，但是得注意一點：我們得在抽象類FSMState腳本中的兩個枚舉變量分別加入對應的枚舉變量，比如在Transition中加入SawPlayer，LostPlayer；在StateID中加入ChasingPlayer，FollowingPath。*/ {private int currentWayPoint;private Transform[] waypoints;public FollowPathState(Transform[] wp) { waypoints = wp;currentWayPoint = 0;stateID = StateID.FollowingPath;}public override void Reason(GameObject player, GameObject npc){// If the Player passes less than 15 meters away in front of the NPC RaycastHit hit;if (Physics.Raycast(npc.transform.position, npc.transform.forward, out hit, 15F)){if (hit.transform.gameObject.tag == "player")npc.GetComponent<NPCControl>().SetTransition(Transition.SawPlayer);//當射線射到的物體的標簽為Player時，觸發轉換。 }}public override void Act(GameObject player, GameObject npc)//當NPC當前狀態為follow時不斷執行以下行為。下面那個類的用法也是一樣的。 {// Follow the path of waypoints// Find the direction of the current way point Vector3 vel = npc.rigidbody.velocity;Vector3 moveDir = waypoints[currentWayPoint].position - npc.transform.position;if (moveDir.magnitude < 1){currentWayPoint++;if (currentWayPoint >= waypoints.Length){currentWayPoint = 0;}}else{vel = moveDir.normalized * 10;// Rotate towards the waypointnpc.transform.rotation = Quaternion.Slerp(npc.transform.rotation,Quaternion.LookRotation(moveDir),5 * Time.deltaTime);npc.transform.eulerAngles = new Vector3(0, npc.transform.eulerAngles.y, 0);}// Apply the Velocitynpc.rigidbody.velocity = vel;}} // FollowPathStatepublic class ChasePlayerState : FSMState//同上。 {public ChasePlayerState(){stateID = StateID.ChasingPlayer;}public override void Reason(GameObject player, GameObject npc){// If the player has gone 30 meters away from the NPC, fire LostPlayer transitionif (Vector3.Distance(npc.transform.position, player.transform.position) >= 30)npc.GetComponent<NPCControl>().SetTransition(Transition.LostPlayer);}public override void Act(GameObject player, GameObject npc){// Follow the path of waypoints// Find the direction of the player Vector3 vel = npc.rigidbody.velocity;Vector3 moveDir = player.transform.position - npc.transform.position;// Rotate towards the waypointnpc.transform.rotation = Quaternion.Slerp(npc.transform.rotation,Quaternion.LookRotation(moveDir),5 * Time.deltaTime);npc.transform.eulerAngles = new Vector3(0, npc.transform.eulerAngles.y, 0);vel = moveDir.normalized * 10;// Apply the new Velocitynpc.rigidbody.velocity = vel;}}

我來總結一下，此狀態機框架的用法如下：首先我們得填充抽象類FSMState中的兩個枚舉類型，然后針對具體情況繼承此抽象類并設計腳本，且腳本中必須有一個FSMSystem類型成員變量（可以仿照上面的例子），并且要在Update或FIxedUpdate等函數中不斷驅動此狀態機運行。且首先我們得用一些FSMState實例來裝載此狀態機系統實例。而且我們得對每一個FSMState實例添加轉換對，控制該狀態轉換的方向。最后在每個FSMState子類中覆寫Reson與Act函數。其中Reson是監聽外界條件變化的并且執行某些轉換，而Act是表現當前狀態行為的函數。

了解了這些，你還覺得自己不會用這個FSMSystem嗎？多用用就好了，下次見！

原文鏈接：http://www.narkii.com/club/thread-272375-1.html

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轉載于:https://www.cnblogs.com/softimagewht/p/3889350.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的U3D的有限状态机系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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