Unity通用有限状态机的从零搭建手册（一）：阵前磨枪
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（二）：凿地筑基
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（三）：雏形初见
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（四）：优化漫漫（1）
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（五）：优化漫漫（2）
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（六）：优化漫漫（3）
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（七）：新的挑战
Unity通用有限状态机的从零搭建手册（八）：最终试炼
在上一章我们完成了框架的搭建，但是并没有提及如何创建一个完整的状态机以及如何初始化它，这一章我们就来尝试解决这一问题。
上一章中提到状态机如果脱离主体将失去意义，所以我们状态机的构造函数需要一个主体的参数，并且我们不希望外部可以改动状态机的主体，我们将set访问器改为private：
////// 状态机 /// public class FiniteStateMachine: IFSM , IUpdater { public T Subject { get; private set; } public FiniteStateMachine(T subject) { Subject = subject; } }
结构上我们认为状态类从属于状态机，并且使用时也是无法脱离状态机而单独发挥作用的，所以在构造方法中传入状态机实例，主体就可以直接读取状态机的主体而不需要额外存储了：
////// 状态类 /// ///主体 public abstract class State{ public FiniteStateMachine StateMachine { get; private set; } public State(FiniteStateMachine stateMachine) { StateMachine = stateMachine; } //状态主体 public T Subject => StateMachine.Subject; }
初始化方法我们效仿Unity的Awake()和Start()方法来定义状态和状态机初始化和开始运行的行为
////// 状态类 /// ///主体 public abstract class State{ //状态初始化 public virtual void Awake() { } }
////// 状态机 /// public class FiniteStateMachine: IFSM , IUpdater { //默认状态 public State DefaultState { get; set; } /// /// 状态机初始化 /// public void Awake() { foreach (var state in _states) { //遍历状态列表初始化 state.Awake(); } } ////// 状态机开始运行 /// public void Start() { if (DefaultState == null) { Debug.LogError("状态加没有设置默认状态"); return; } _currentState = DefaultState; _currentState.Enter(); } }
设计上我们不允许状态为空的情况出现，所以需要在状态机开始运行之前设置一下默认状态（DefaultState）以确保状态机一旦运行就有当前状态，同时也便于实现状态机的重置功能。
条件类之前介绍过通过传参的方式免去了初始化的步骤，不需要做改动。OK到此我们已经完成了状态机的基本功能搭建，开始尝试做一个小Demo吧！
第一个实例我们测试状态机功能的第一个Demo内容很简单，创建一个小方块响应鼠标的悬浮、点击等操作改变自己的状态，状态的转移通过颜色的变化来体现，下面是状态关系示意图：
三个颜色表示三种状态，箭头上的文字表示转移条件，箭头则指向转移的目标状态。根据图示，我们需要创建三个具体状态类和四个具体条件类，当然主体Cube类也是不能少的：
Cube类：
我们的小方块需要响应鼠标事件，我们写一下Unity自带的几个鼠标事件方法，用两个布尔值储存一下鼠标和物体的交互关系，使用之前记得检查一下创建的方块是否带有碰撞体。
public class Cube : MonoBehaviour
{
//获取材质
public Material material => GetComponent().material;
//鼠标是否悬浮
public bool mouseOver = false;
//鼠标是否按下
public bool mouseDown = false;
private void OnMouseEnter()
{
mouseOver = true;
Debug.Log("MouseOver");
}
private void OnMouseExit()
{
mouseOver = false;
Debug.Log("MouseExit");
}
private void OnMouseDown()
{
mouseDown = true;
Debug.Log("MouseDown");
}
private void OnMouseUp()
{
mouseDown = false;
Debug.Log("MouseUp");
}
//TODO 状态机的初始化
}
后面几个状态类内容比较简单直接贴代码了
状态类：
//默认状态 public class Cube_State_Default : State{ public Cube_State_Default(FiniteStateMachine stateMachine) : base(stateMachine) { } public override void Enter() { base.Enter(); Subject.material.color = Color.white; } }
//鼠标悬浮状态 public class Cube_State_MouseDown : State{ public Cube_State_MouseDown(FiniteStateMachine stateMachine) : base(stateMachine) { } public override void Enter() { base.Enter(); Subject.material.color = Color.green; } }
//鼠标按下状态 public class Cube_State_MouseDown : State{ public Cube_State_MouseDown(FiniteStateMachine stateMachine) : base(stateMachine) { } public override void Enter() { base.Enter(); Subject.material.color = Color.green; } }
条件类：
//鼠标是否悬浮 public class Cube_Condition_MouseOver : Condition{ public override bool ConditionCheck(Cube subject) { return subject.mouseOver; } }
//鼠标是否移开 public class Cube_Condition_MouseExit : Condition{ public override bool ConditionCheck(Cube subject) { return !subject.mouseOver; } }
//鼠标是否按下 public class Cube_Condition_MouseDown : Condition{ public override bool ConditionCheck(Cube subject) { return subject.mouseDown; } }
//鼠标是否松开 public class Cube_Condition_MouseUp : Condition{ public override bool ConditionCheck(Cube subject) { return !subject.mouseDown; } }
状态机配置：
状态和条件都准备好之后，我们需要在主体类当中把状态机配置起来，先在类中新建一个私有变量存储状态机实例。
public class Cube : MonoBehaviour
{
private FiniteStateMachine _stateMachine;
//...
}
在Awake方法中配置并初始化状态机：
public class Cube : MonoBehaviour
{
private void Awake()
{
_stateMachine = new FiniteStateMachine(this);
//状态创建
var stateDefault = new Cube_State_Default(_stateMachine);
var stateMouseDown = new Cube_State_MouseDown(_stateMachine);
var stateMouseOver = new Cube_State_MouseOver(_stateMachine);
//条件创建
var conditionMouseOver = new Cube_Condition_MouseOver();
var conditionMouseExit = new Cube_Condition_MouseExit();
var conditionMouseDown = new Cube_Condition_MouseDown();
var conditionMouseUp = new Cube_Condition_MouseUp();
//条件添加
stateDefault.AddCondition(conditionMouseOver, stateMouseOver);
stateMouseOver.AddCondition(conditionMouseExit, stateDefault).AddCondition(conditionMouseDown, stateMouseDown);
stateMouseDown.AddCondition(conditionMouseUp, stateMouseOver);
//状态添加
_stateMachine.AddState(stateDefault).AddState(stateMouseDown).AddState(stateMouseOver).DefaultState = stateDefault;
_stateMachine.Awake();
}
}
为了编写方便，状态和条件添加的时候我们使用了链式编程格式，相应地我们需要在AddState方法中将this作为返回值：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ja4FcueM-1647355518721)(C:UsersAdministratorAppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220301154539959.png)]
最后在Start中启动状态机，Update中更新状态机：
public class Cube : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
_stateMachine.Start();
}
private void Update()
{
_stateMachine.Update();
}
}
运行，效果达成！
欸这时有人就会说了，哎呀你这这么简单的逻辑又是配置又是初始化的，还新建了一堆的类，new了一堆实例，也太麻烦了。啊确实，为一个简单的逻辑去做一个状态机有时的确是吃力不讨好的行为，不过要注意到的是，我们有两个每一个状态下只需要判断一个bool值就可以确定状态的转化，而单纯使用if-else语句需要在任何情况下同时判断两个bool值：
public class Cube : MonoBehaviour
{
public void StateUpdate()
{
if (!mouseOver && !mouseDown)
{
material.color = Color.white;
}
else if (mouseOver && !mouseDown)
{
material.color = Color.yellow;
}
else if(mouseOver && mouseDown)
{
material.color = Color.red;
}
}
private void Update()
{
StateUpdate();
}
}
这样的写法显然也能达成一样的效果，但是如果我希望在没有点击的情况下移入移出鼠标打印一条信息呢，这一串判断语句可能有需要进行破坏式的改动；如果状态的转化与更多属性有关，分支语句很有可能会指数增长；随着项目的迭代，状态的数量将变得庞大，状态之间的转换关系也会变得更为复杂，这时候你就会发现离开状态机将寸步难行。当然我们的状态机也有不少的优化空间，可以让配置的过程变得更为简洁，之后的章节我们来尝试用C#的反射特性对状态机的配置和繁杂的实例创建过程进行优化，实现一定程度的自动化，同时也会有更加复杂的案例让我们感受到状态机的优势所在。
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