Unity有限状态机(第三版)

有限状态机实现方式不止一种，这里标题为第三版，不是说前面几版不好，而是又提供了一种新的有限状态机写法。

我之前对有限状态机的想法是，用来做敌人AI，现在再次开阔视野，可以用代码的形式来替代Animator窗口复杂的连线（之前也有人推荐我用Animancer插件，等我学到了我再学），简洁清晰地转换状态。

这个思路主要借鉴自Joker老师的RPG进阶教程，有能力的话大家可以去支持一下Joker老师。

思路分析

再开始写代码前，我们需要先分析自己的需求：
首先是状态机，大概分为敌人状态机、玩家状态机，那么就声明个基类状态机最好。状态机怎么写？首先我们需要一个字典容器来存储所有的状态，然后我们需要一个转换状态的方法，然后我们还需要存储下当前状态，就写一个GetState的方法。
状态怎么写？首先我们有个状态基类StateBase，记录所有状态都要有的方法；再分别写PlayerStateBase和EnemyStateBase继承StateBase，最后我们具体的状态再次分门别类的继承，这样就很有条理了。

实践过程

在设计有限状态机前，我们先设置好我们的状态基类StateBase，记录下我们所有要执行的函数。 
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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class StateBase
{
    //初始化
    public virtual void Init(IStateMachineOwner owner)
    {

    }

    //卸载资源
    public virtual void UnInit()
    {

    }

    public virtual void Enter()
    {

    }
    public virtual void Exit()
    {

    }
    public virtual void Update()
    {

    }
    public virtual void LateUpdate()
    {

    }
    public virtual void FixedUpdate()
    {

    }
}

接下来我们去写我们的有限状态机，我们状态机大概分为两类，一类是敌人状态机，一类是玩家状态机，那就声明一个共同的接口或者抽象类。

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using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

//首先我们状态及可能分为敌人状态机、玩家状态机，我们声明个基类、接口、宿主
public interface IStateMachineOwner { }
//这里我采用不继承MonoBehaviour的方式
public class StateMachine
{
    
    //存储有限状态机
    private IStateMachineOwner _owner;
    public void Init(IStateMachineOwner owner)
    {
        
        //保存我们的状态机
        _owner = owner;
    }

    //我们用Type进行状态存储
    private Dictionary<Type,StateBase> StateDic = new Dictionary<Type,StateBase>();
    
    //当前状态
    private StateBase currentState;

    public void ChangeState<T>()where T : StateBase, new()
    {

        //执行完退出函数再卸载所有方法
        if (currentState != null)
        {

            //如果改变状态与当前状态重复就return;
            if (typeof(T) == currentState.GetType()) return;
            currentState.Exit();
            //Mono管理器启动！
            MonoManager.GetInstance().RemoveUpdate(currentState.Update);
            MonoManager.GetInstance().RemoveFixedUpdate(currentState.FixedUpdate);
            MonoManager.GetInstance().RemoveLateUpdate(currentState.LateUpdate);
        }
        currentState = GetState<T>();
        currentState.Enter();
        MonoManager.GetInstance().AddUpdate(currentState.Update);
        MonoManager.GetInstance().AddFixedUpdate(currentState.FixedUpdate);
        MonoManager.GetInstance().AddLateUpdate(currentState.LateUpdate);
    }

    //这样写的好处是不用在一开始就注册很多状态了
    private StateBase GetState<T>() where T : StateBase,new()
    {

        //先检查字典有没有这个状态
       if(!StateDic.ContainsKey(typeof(T)))
       {
            StateDic.Add(typeof(T), new T());

            //早在注册状态时我们就执行Init方法
            StateDic[typeof(T)].Init(_owner);
       }
       return StateDic[typeof(T)];
    }

    //停止状态机
    public void Stop()
    {
        if (currentState != null)
        {
            currentState.Exit();
            MonoManager.GetInstance().RemoveUpdate(currentState.Update);
            MonoManager.GetInstance().RemoveFixedUpdate(currentState.FixedUpdate);
            MonoManager.GetInstance().RemoveLateUpdate(currentState.LateUpdate);
        }
        foreach (var items in StateDic.Values)
        {
            items.UnInit();
        }
        StateDic.Clear();
    }
}

巧用有限状态机制作角色控制器

如何使用我们的有限状态机呢？这里Joker老师采用了类似MVC思想的套路，先写一个角色模型层Player_Model，里面包含我们的动画机。 
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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Player_Model : MonoBehaviour
{
    [SerializeField,Header("拖入动画状态机")]private Animator _animator;
    public Animator Animator =>_animator;
}

之后写一个角色控制器脚本Player_Controller，我们分析，需要写播放动画的方法、状态转换的方法。

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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Player_Controller : MonoBehaviour,IStateMachineOwner
{
    [SerializeField] private Player_Model player_Model;
    private StateMachine stateMachine;

    //初始化状态机
    private void Start()
    {
        stateMachine = new StateMachine();
        stateMachine.Init(this);

        //注册默认状态
        stateMachine.ChangeState<Player_IdleState>();
    }
    //提供播放动画的方法
    public void PlayAnimation(string animation,float fixedtime = 0.25f)
    {
        player_Model.Animator.CrossFadeInFixedTime(animation,fixedtime);
    }

    //提供改变状态的方法,利用枚举
    public void ChangeState(PlayerState state)
    {
        switch (state)
        {
            case(PlayerState.Idle):
                stateMachine.ChangeState<Player_IdleState>();
                break;
        }
    }
}

接下来针对不同状态不同的写，但是我们状态转换多是需要播放动画的，必然需要PlayerAnimaton方法，那就想办法得到我们的Player_Controller

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public class PlayerStateBase : StateBase
{
    //所有状态都需要先得到我们的控制器
    protected Player_Controller player_Controller;

    public override void Init(IStateMachineOwner owner)
    {
        base.Init(owner);
        player_Controller = (Player_Controller)owner;
    }

}

//进入时默认播放待机动画
public class Player_IdleState : PlayerStateBase
{
    public override void Enter()
    {
        //播放角色待机动画
        player_Controller.PlayAnimation("Idle");
    }
    public override void Update()
    {
        base.Update();
        //检测攻击

        //检测跳跃

        //检测玩家移动
    }
}

最后捋一捋我们状态机运行的流程：开始执行Player_Controller的Start方法注册状态——调用了StateMachine里的ChangeState方法——执行了GetState方法——执行了PlayerStateBase的Init方法得到了Player_Contorrler脚本——执行了Enter方法——调用了Player_Contoller的PlayerAnimation方法和ChangeState方法——播放动画和状态转换。