C# x Unity面向对象补全计划设计模式之实现一个简单的有限状态机

一个简单的有限状态机可以有如下内容

1.状态基类（定义基本状态的方法，如进入（Enter）、执行（Execute）和退出（Exit），同时可以在此声明需要被管理的对象）

2.具体状态类（定义具体状态，如：跳跃，行走，待机，每个具体状态类继承自状态基类）

3.管理状态类（负责管理状态的切换逻辑，确保在不同状态之间进行正确的转换）

很好，那么就可以理论与实际结合了

我就按照上述内容创建一个控制角色行走，跳跃，待机可以不同切换的状态机

1.状态基类

 public abstract void Enter();public abstract void Execute();public abstract void Exit();

但是这还不够，因为没有控制角色的具体信息，试想一下，如果我想获取角色身上的刚体组件，动画组件等等基础组件，那我应该写在哪里？

具体状态类？还是管理状态类？

如果写在这两个类之中，你可能会将相同的代码多写N遍，这违背了合成复用原则

C# & Unity 面向对象补全计划七大原则之合成/聚合复用原则（ CARP）难度：☆☆☆☆ 总结：在类中使用类，而不是继承类-CSDN博客

So，就写在状态基类之中吧

尤其要注意的一点就是没有继承MoNo那我该上哪获取这些组件？所以要指明一个挂载到场景对象身上的脚本，也就是管理状态类

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.InputSystem;public abstract class State 
{//Player身上的基础组件变量protected Rigidbody2D rb;protected PlayerInputAction action;protected Animator animator;protected SpriteRenderer spriteRenderer;//基础变量[Header("控制移动的变量")]public Vector2 adValue;public float playerSpeed;[Header("控制跳跃的变量")]public float jumpSpeed;public bool isJump;//尤其要说明这一点，这个是继承mono的管理类，所以要指明对象是人物的管理类protected PlayerControl playercntrol;//可以在构造函数进行初始化protected State(PlayerControl playerControl){this.playercntrol = playerControl;Instance();}//获取基础组件的函数protected void Instance(){rb= playercntrol.GetComponent<Rigidbody2D>();animator = playercntrol.GetComponent<Animator>();action = new PlayerInputAction();spriteRenderer = playercntrol.GetComponent<SpriteRenderer>();     }public abstract void Enter();public abstract void Execute();public abstract void Exit();
}

2.具体状态类

具体状态就直接继承状态基类写逻辑好了，虽然是核心功能

但是在状态机中，是最简单的，最清晰明了的部分

PS：我拿走路和跳跃举例其实不是太恰当，因为二者之间的切换条件过于简单，想象一下，如果是Boss从100血降低到50以后触发二阶段从而有一套全新的动作的话，利用状态机是不是会很清晰

行走状态

public class WalkStae : State {public WalkStae(PlayerControl playerControl) : base(playerControl) {}public override void Enter() {playerSpeed = 200;action.Enable();}public override void Execute() {//执行行走逻辑adValue = action.Player.Move.ReadValue<Vector2>();rb.velocity = new Vector2(adValue.x * Time.deltaTime * playerSpeed * 1.6f, rb.velocity.y);//设置动画animator.SetFloat("walk", Mathf.Abs(rb.velocity.x));//翻转逻辑if (adValue.x > 0) {spriteRenderer.flipX = false;}if (adValue.x < 0) {spriteRenderer.flipX = true;}     }public override void Exit() {action.Disable();   }
}

跳跃状态

注意我没写地面检测，所以用协程函数模拟了一下跳跃切换的过程（1s）

public class JumpState : State {public JumpState(PlayerControl playerControl) : base(playerControl) {}public override void Enter() {jumpSpeed = 200;action.Enable();}public override void Execute() {//订阅跳跃事件action.Player.Jump.started += OnJumpStarted;  }public void OnJumpStarted(InputAction.CallbackContext context) {isJump = true;animator.SetBool("Jump", isJump);rb.AddForce(playercntrol.transform.up * jumpSpeed, ForceMode2D.Impulse);Debug.Log(rb.velocity);playercntrol.StartCoroutine(WaitJumpOver(isJump));}public IEnumerator WaitJumpOver(bool isJump){yield return new WaitForSeconds(1.0f);isJump =false;    }public override void Exit() {action.Player.Jump.started -= OnJumpStarted;action.Disable();}
}

3.管理状态类

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.InputSystem.LowLevel;public class PlayerControl : MonoBehaviour
{//设置一个当前状态用于执行与存储private State currentState;public void Start() {ChangeState(new WalkStae(this));}private void FixedUpdate() {currentState.Execute();}//切换状态的逻辑public void ChangeState(State state){//如果当前状态部不为空则退出，不然会报错if (currentState != null) {currentState.Exit();}//记录下一个状态并且开启下一个状态currentState = state;currentState.Enter();}
}

最后一个问题，也是最重要的问题，我该怎么切换不同的状态？不然写那么多状态不能切换由什么用？

比如上面行走切换跳跃，你可以写在ChangeState之中，但是作为触发条件，这个栗子中，我建议耦合在行走类的代码中，因为这样写非常简单
private void FixedUpdate() {currentState.Execute();// 示例：按下空格键时切换到另一个状态if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)) {ChangeState(new IdleState(this));}
}
但是，如果你有n中不会频繁切换的状态，那我我建议你写在ChangeState里，就像开关一样，那么就理所当然地使用枚举和switch表达式

C# & Unity 面向对象补全计划之 Switch 表达式（c# 8.0++）-CSDN博客

这时再写一个枚举切换的逻辑，就完美地写出一个状态机了，我就不过多赘述了，自己试试吧！