Unity3d實現有限狀態機系統
在之前有過介紹一個視覺化有限狀態機編輯器外掛PlayerMaker
在這裡也可以在我們的程式碼中實現一個狀態機
首先建立一個指令碼,來管理我們的各個狀態
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; using System.Linq; /// <summary> /// 狀態ID /// </summary> public enum FSMStateID { NullFSMStateID, PatrolFSMStateID,//巡邏狀態 ChaseFSMStateID,//追逐狀態 } /// <summary> /// 狀態轉化條件 /// </summary> public enum FSMTransition { SeePlayer,//看到主角(目標) LeavePlayer,//遠離敵人(目標) } public class FSMSystem { private FSMStateID mCurrentStateID; private FSMBaseState mCurrentState; private Dictionary<FSMStateID, FSMBaseState> mFSMStateDic = new Dictionary<FSMStateID, FSMBaseState>(); public void AddFSMSate(FSMBaseState state) { if (state == null) { Debug.Log("角色狀態為空,無法新增"); return; } if (mCurrentState == null) { //第一個新增的狀態被作為系統首個執行的狀態 mCurrentStateID = state.mStateID; mCurrentState = state; mCurrentState.StateStart(); } if (mFSMStateDic.ContainsValue(state)) { Debug.Log("容器記憶體在該狀態"); return; } mFSMStateDic.Add(state.mStateID, state); } public void DeleteFSMSate(FSMBaseState state) { if (state == null) { Debug.Log("角色狀態為空,無法新增"); return; } if (!mFSMStateDic.ContainsValue(state)) { Debug.Log("容器內不存在該狀態"); return; } mFSMStateDic.Remove(state.mStateID); } //更新(執行)系統 public void UpdateSystem() { if (mCurrentState != null) { mCurrentState.StateUpdate(); mCurrentState.TransitionReason(); } } //轉換狀態 public void TransitionFSMState(FSMTransition transition) { FSMStateID stateID = mCurrentState.GetStateIdByTransition(transition); if (stateID != FSMStateID.NullFSMStateID) { mCurrentStateID = stateID; mCurrentState.StateEnd(); //換狀態 mCurrentState = mFSMStateDic.FirstOrDefault(q => q.Key == stateID).Value; mCurrentState.StateStart(); } } }
各個狀態(巡邏狀態、追逐狀態)抽象理解為一個物件
建立一個狀態基類,各個狀態子類中可以繼承重寫這個基類方法
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; using System.Linq; public abstract class FSMBaseState { public FSMStateID mStateID { get; set; } //狀態ID public FSMSystem mFSMSystem { get; set; } //該物件屬於在哪個狀態機 public Dictionary<FSMTransition, FSMStateID> mFSMStateIdDic = new Dictionary<FSMTransition, FSMStateID>(); public FSMBaseState(FSMSystem fsmSystem, FSMStateID stateID) { this.mFSMSystem = fsmSystem; this.mStateID = stateID; } public void AddTransition(FSMTransition transition, FSMStateID stateID) { if (mFSMStateIdDic.ContainsKey(transition)) { Debug.Log("本狀態已經包含了該轉換條件"); return; } mFSMStateIdDic.Add(transition, stateID); } public void DeleteTransition(FSMTransition transition) { if (!mFSMStateIdDic.ContainsKey(transition)) { Debug.Log("容器中沒有該轉換條件"); return; } mFSMStateIdDic.Remove(transition); } public FSMStateID GetStateIdByTransition(FSMTransition transition) { if (!mFSMStateIdDic.ContainsKey(transition)) { Debug.Log("容器內沒有該轉換條件,無法獲取狀態"); return FSMStateID.NullFSMStateID; } return mFSMStateIdDic.FirstOrDefault(q => q.Key == transition).Value; } public abstract void StateStart(); public abstract void StateUpdate(); public abstract void StateEnd(); //轉化狀態條件 public abstract void TransitionReason(); }
以下是巡邏狀態
using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class FSMPatrolState : FSMBaseState { //路徑點 private List<Transform> mStargetPointTransform = new List<Transform>(); //路徑點索引 private int mPointIndex = 0; //士兵 private GameObject mSliderObj { get; set; } //主角 private GameObject mPlayerObj { get; set; } //士兵移動速度 private float mMoveSpeed = 4f; public FSMPatrolState(FSMSystem fsmSystem) : base(fsmSystem, FSMStateID.PatrolFSMStateID) { } public override void StateStart() { //獲取路徑點 Transform[] transforms = GameObject.Find("Points").GetComponentsInChildren<Transform>(); foreach (var m_transform in transforms) { if (m_transform != GameObject.Find("Points").transform) { mStargetPointTransform.Add(m_transform); Debug.Log(m_transform.position); } } //獲取士兵物件 mSliderObj = GameObject.Find("Slider"); //獲取主角物件 mPlayerObj = GameObject.Find("Player"); } public override void StateUpdate() { //確實目標點並移動 mSliderObj.transform.LookAt(this.mStargetPointTransform[this.mPointIndex].position); mSliderObj.transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime * mMoveSpeed); if (Vector3.Distance(mSliderObj.transform.position, this.mStargetPointTransform[this.mPointIndex].position) < 0.5f) { //切換目標點 this.mPointIndex++; if (this.mPointIndex >= this.mStargetPointTransform.Count) { this.mPointIndex = 0; } } } public override void StateEnd() { } public override void TransitionReason() { if (Vector3.Distance(mSliderObj.transform.position, mPlayerObj.transform.position) <= 2.0f) { //轉化狀態 if (this.mFSMSystem == null) { Debug.Log("目標狀態機為空"); return; } mFSMSystem.TransitionFSMState(FSMTransition.SeePlayer); } } }
以下是追逐狀態
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class FSMChaseState : FSMBaseState
{
private GameObject mPlayerObj { get; set; }
private GameObject mSliderObj { get; set; }
private float mSliderMoveSpeed = 6.0f;
public FSMChaseState(FSMSystem fsmSystem) : base(fsmSystem, FSMStateID.ChaseFSMStateID) { }
public override void StateStart()
{
mPlayerObj = GameObject.Find("Player");
mSliderObj = GameObject.Find("Slider");
}
public override void StateUpdate()
{
if (Vector3.Distance(mPlayerObj.transform.position, mSliderObj.transform.position) <= 10.0f)
{
//開始面向主角
mSliderObj.transform.LookAt(mPlayerObj.transform.position);
//開始追逐
mSliderObj.transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime * mSliderMoveSpeed);
}
}
public override void StateEnd()
{
}
public override void TransitionReason()
{
//當主角遠離敵人
if (Vector3.Distance(mPlayerObj.transform.position, mSliderObj.transform.position) > 10.0f)
{
//轉化狀態
if (this.mFSMSystem == null)
{
Debug.Log("目標狀態機為空");
return;
}
mFSMSystem.TransitionFSMState(FSMTransition.LeavePlayer);
}
}
}
該狀態機的優點在於當有不同型別的狀態時候,可以直接新增到狀態系統內,而不要需要狀態系統內部的執行邏輯
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class Slider : MonoBehaviour
{
private FSMSystem fsmSystem { get; set; }
void Start ()
{
fsmSystem = new FSMSystem();
//巡邏狀態,在構造引數傳一個系統引數,確定該狀態是在哪個狀態系統中管理的,狀態轉換的時候呼叫
FSMBaseState patrolState = new FSMPatrolState(fsmSystem);
patrolState.AddTransition(FSMTransition.SeePlayer, FSMStateID.ChaseFSMStateID);//巡邏狀態轉化條件
//追逐狀態
FSMBaseState chaseState = new FSMChaseState(fsmSystem);
chaseState.AddTransition(FSMTransition.LeavePlayer, FSMStateID.PatrolFSMStateID);
fsmSystem.AddFSMSate(patrolState);
fsmSystem.AddFSMSate(chaseState);
}
void Update ()
{
fsmSystem.UpdateSystem();
}
}
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