有限状态机(FSM)学习总结C#
FSM,有限状态机,可以理解成是对行为逻辑的抽象,就好象人在生活中会做出各种行为,例如吃饭、睡觉等,这些所有我们都看作是“行为”的分支,由大脑决定每种行为具体是什么实施。在整个FSM架构中,其实与上面解释一致,首先有一个状态基类stateObject,里面有三个方法,分别是状态前、状态中、状态后。所有具体行为都要继承这个基类,在这三个方法中具体实现各种方法的逻辑。然后,需要一个stateManager(大脑)状态管理类来管理这些状态,特别注意的是里面changeState方法,他是状态跳转的关键。至于如果存储各种状态,你可以用list类 ,字典类等等。有限状态机是把一个对象的行为分解称为易于处理的“块”或状态。
例如将人的行为抽象成3个,分别是吃饭、睡觉、上班。上班族,只有吃饭、睡觉、上班三种行为,我们把这三种行为放进我们的大脑,即stateManager。那我们从什么行为开始呢?(其实这里就是initState),随便挑一个,默认为睡觉。之前说过,每个行为都有三个状态(前、中、后),当我们进入睡觉行为时,首先进入的是睡觉前状态(该状态只执行一次),然后进入睡觉中,真正的逻辑是在这里执行的,它会不停检查什么时候睡醒了,符合条件后跳到其他状态,当要进行跳转时,还会执行一次睡觉后状态,其实前、后状态我理解成当要执行或结束某种行为时,你要额外做的事情。例如,睡觉前我要带个眼罩。(放到游戏开发里可以进行一些赋值操作,或者调用其他类的方法,例如一些特效)。因为它编程快速简单,易于调试,性能高,与人类思维相似从而便于梳理,灵活且容易修改
FSM的优点就是因为它编程快速简单,易于调试,性能高,与人类思维相似从而便于梳理,灵活且容易修改。
以下是一个自己写的实例代码,可供大家参考
首先创建一个抽象状态基类,里面有3个抽象方法,分别是进入状态,离开状态,更新状态的方法
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public abstract class StateObject { //状态控制机 protected StateManger sm; //构造函数 public StateObject(StateManger _sm) { sm = _sm; } //进入状态方法 public abstract void EnterState(); //离开状态方法 public abstract void ExitState(); //更新状态方法 public abstract void UpdateState(); }
然后根据具体的情况创建具体的状态类(继承与状态基类),我这里实现了3个具体的状态类,分别是人物默认状态,移动状态,死亡状态
默认状态方法
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class IdleState : StateObject { public IdleState(StateManger _sm):base(_sm) { } //进入状态方法 public override void EnterState() { Debug.Log("进入待定状态"); } //离开状态方法 public override void ExitState() { Debug.Log("离开待定状态"); } //更新状态方法 public override void UpdateState() { Debug.Log("更新待定状态"); if (Input.GetKeyDown(KeyCode.M)) { sm.ChangeState("Move"); } else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D)) { sm.ChangeState("Die"); } } }
移动状态方法
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class MoveState : StateObject { public MoveState(StateManger _sm) :base(_sm) { } public override void EnterState() { Debug.Log("进入移动状态"); } public override void ExitState() { Debug.Log("离开移动状态"); } public override void UpdateState() { Debug.Log("更新移动状态"); if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D)) { sm.ChangeState("Die"); } else if(Input.GetKeyDown(KeyCode.I)) { sm.ChangeState("Idle"); } } }
死亡状态方法
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class DieState : StateObject { public DieState(StateManger _sm):base(_sm) { } public override void EnterState() { Debug.Log("进入死亡状态"); } public override void ExitState() { Debug.Log("离开死亡状态"); } public override void UpdateState() { Debug.Log("更新死亡状态"); if (Input.GetKeyDown(KeyCode.I)) { sm.ChangeState("Idle"); } } }
然后,需要一个stateManager(大脑)状态管理类来管理这些状态,特别注意的是里面changeState方法,他是状态跳转的关键,需要放在Update函数中,因为需要不断检测当前的状态,检测是否跳转
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class StateManger { //利用字典存储各种状态 Dictionary<string, StateObject> Dic = new Dictionary<string, StateObject>(); //当前状态 StateObject currentstate; //注册状态 public void Region(string statename,StateObject state) { if (!Dic.ContainsKey(statename)) { Dic.Add(statename,state); } } //设置默认状态 public void SetDefat(string statename) { if (Dic.ContainsKey(statename)) { currentstate = Dic[statename]; currentstate.EnterState(); } } //改变状态 public void ChangeState(string statename) { if (Dic.ContainsKey(statename)) { if (currentstate!=null) { currentstate.ExitState(); currentstate = Dic[statename]; currentstate.EnterState(); } } } //更新状态 public void UpdateState() { if (currentstate!=null) { currentstate.UpdateState(); } } }
这样一个简单的有限状态机就写好了,然后我们可以在Unity里面利用一个实例来测试一下,我写了一个控制物体状态的脚本
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class TestFsm : MonoBehaviour { //添加一个状态机 StateManger stm = new StateManger(); void Start() {//注册状态 stm.Region("Idle", new IdleState(stm)); stm.Region("Die", new DieState(stm)); stm.Region("Move", new MoveState(stm)); //设置默认状态 stm.SetDefat("Idle"); } // Update is called once per frame void Update() { //更新状态的方法 stm.UpdateState(); } }
以上就是本人学习FSM的一点总结,如果有什么不对的地方,敬请大家指出,大家一起学习进步。