unity 有限狀态機

首先從此連結上映入眼簾的是兩個腳本加一個例子，由于是全英文的，估計大部分人不願意碰這玩意，沒辦法，這就是瓶頸。如果你想更進一步的必須得越過這道坎，這就是核心競争力！不過現在你不讀也行，因為我會一步一步為您解刨這個狀态機系統的。我想我這是幫人還是害人呢？您認為呢？腳本如下：

FSMSystem.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public enum Transition
{
//定義了一個Transition(轉換)類型的枚舉變量，是以我們接下來要根據實際情況擴充此枚舉變量。
NullTransition = 0,
}
public enum StateID
{
//定義了一個StateId（狀态ID）類型的枚舉變量，是以我們接下來也要根據實際情況擴充此枚舉變量。
NullStateID = 0,
}
public abstract class FSMState//抽象類，我們必須繼承它才可以在腳本中執行個體化并使用它
{
protected Dictionary<Transition, StateID> map = new Dictionary<Transition, StateID>();
protected StateID stateID;
public StateID ID { get { return stateID; } }
public void AddTransition(Transition trans, StateID id)//增加關聯對（轉換，狀态ID）
{
// Check if anyone of the args is invalid
if (trans == Transition.NullTransition)//如果增加的轉換是個NullTransition（空轉換），直接Debug.LogError，然後傳回
{
Debug.LogError("FSMState ERROR: NullTransition is not allowed for a real transition");
return;
}
if (id == StateID.NullStateID)//如果狀态ID是NullStateID（空狀态ID），怎麼辦？還是Debug.LoError，然後傳回
{
Debug.LogError("FSMState ERROR: NullStateID is not allowed for a real ID");
return;
}
if (map.ContainsKey(trans))//如果将要增加的關聯對是之前就存在與關聯容器中，也照樣Debug.LogError，之後傳回被調用處
{
Debug.LogError("FSMState ERROR: State " + stateID.ToString() + " already has transition " + trans.ToString() +
"Impossible to assign to another state");
return;
}
map.Add(trans, id);//沖破了這些阻礙的話，終歸可以添加此關聯對了，下面的DeleteTransition函數就不用我寫注釋了吧！
}
public void DeleteTransition(Transition trans)//删除關聯對函數，前提是裡面要有這個關聯對啊！
{
if (trans == Transition.NullTransition)
{
Debug.LogError("FSMState ERROR: NullTransition is not allowed");
return;
}
if (map.ContainsKey(trans))
{
map.Remove(trans);
return;
}
Debug.LogError("FSMState ERROR: Transition " + trans.ToString() + " passed to " + stateID.ToString() +
" was not on the state's transition list");
}
public StateID GetOutputState(Transition trans)//此函數由下面這個腳本FSMSystem.cs中的PerformTransition函數調用。是用來檢索狀态的。
{
if (map.ContainsKey(trans))
{
return map[trans];
}
return StateID.NullStateID;
}
public virtual void DoBeforeEntering() { }//從名字就可以看出它的作用是什麼，但是我們得在FSMSystem.cs中得到答案。
public virtual void DoBeforeLeaving() { }
public abstract void Reason(GameObject player, GameObject npc);
public abstract void Act(GameObject player, GameObject npc);
}

複制代碼

FSMSystem.cs:

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public class FSMSystem {
private List<FSMState> states;//此類中植入一個類型為FSMState的List容器
// The only way one can change the state of the FSM is by performing a transition
//唯一你可以改變FSM中的狀态的方法是事先一個轉換，這樣講估計有點難以了解，不過我會通過例子來講解的。
// Don't change the CurrentState directly 不要直接修改CurrentState的值。
private StateID currentStateID ;
public StateID CurrentStateID { get { return currentStateID; } }//記住，不要直接修改這個變量，之是以讓他公有是因為得讓其他腳本調用這個變量。
private FSMState currentState;//記錄目前狀态
public FSMState CurrentState { get { return currentState; } }//同上
public FSMSystem()
{
states = new List<FSMState>();//執行個體化states。
}
public void AddState(FSMState s)//增加狀态轉換對
{
if (s == null)
{
Debug.LogError("FSM ERROR: Null reference is not allowed");
}
if (states.Count == 0)
{
states.Add(s);
currentState = s;
currentStateID = s.ID;//這裡執行個體化了這兩個成員變量
return;
}
foreach (FSMState state in states)//排除相同的狀态
{
if (state.ID == s.ID)
{
Debug.LogError("FSM ERROR: Impossible to add state " + s.ID.ToString() +
" because state has already been added");
return;
}
}
states.Add(s);//這一句代碼第一次不執行，因為第一次states是空的，執行到上面的if裡面後立即傳回了
}
public void DeleteState(StateID id)//跟據ID來從容器states中定向移除FSMState執行個體
{
if (id == StateID.NullStateID)
{
Debug.LogError("FSM ERROR: NullStateID is not allowed for a real state");
return;
}
foreach (FSMState state in states)
{
if (state.ID == id)
{
states.Remove(state);
return;
}
}
Debug.LogError("FSM ERROR: Impossible to delete state " + id.ToString() +
". It was not on the list of states");
}
public void PerformTransition(Transition trans)//執行轉換
{
if (trans == Transition.NullTransition)
{
Debug.LogError("FSM ERROR: NullTransition is not allowed for a real transition");
}
// Check if the currentState has the transition passed as argument
StateID id = currentState.GetOutputState(trans);//這下我們得回到當初我所說講到的FSMState.cs中的那個檢索狀态的函數。如果檢索不出來，就傳回NullStateId，即執行下面if語句。
if (id == StateID.NullStateID)
{
Debug.LogError("FSM ERROR: State " + currentStateID.ToString() + " does not have a target state " +
" for transition " + trans.ToString());
return;
}
currentStateID = id;//還是那句話，如果查到了有這個狀态，那麼我們就将其指派給成員變量currentStateID。
foreach (FSMState state in states)//周遊此狀态容器
{
if (state.ID == currentStateID)
{
currentState.DoBeforeLeaving();//我們在轉換之前或許要做點什麼吧！，是以我們如有需要，得在FSMState實作類中覆寫一下這個方法
currentState = state;//好了，做完了轉換之前的預備工作（DoBeforeLeaving），是時候該轉換狀态了
currentState.DoBeforeEntering();//狀态轉換完成之後，有可能得先為新狀态做點事吧，那麼我們也得DoBeforeEntering函數
break;
}
}
}
}

複制代碼

我想大家對此腳本已有了一定的了解了，但是估計還不知道怎麼用吧！我給的連結上有一個Example例子，但是光看這個要想想熟練運用這個狀态機系統确實得花一番心思。是以我來一步一步地解剖這個例子：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using UnityEngine;
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]
public class NPCControl : MonoBehaviour
{
public GameObject player;//主角
public Transform[] path;//多個尋路點
private FSMSystem fsm;//内置一個fsm
public void SetTransition(Transition t) //轉換狀态
{
fsm.PerformTransition(t);
}
public void Start()
{
MakeFSM();//首先初始化狀态機，執行MakeFSM函數
}
public void FixedUpdate()//作為驅動源
{
fsm.CurrentState.Reason(player, gameObject);//定期（預設是0.02秒，在Edit->rojectSetting->Time中可以發現）調用目前FSMState中的Reason函數，用以檢測外界環境是否發生變化，并且根據發生的變化來執行某些事件
fsm.CurrentState.Act(player, gameObject);//定期執行目前狀态下的某些行為
}
// The NPC has two states: FollowPath and ChasePlayer
// If it's on the first state and SawPlayer transition is fired, it changes to ChasePlayer
// If it's on ChasePlayerState and LostPlayer transition is fired, it returns to FollowPath
private void MakeFSM()
{
FollowPathState follow = new FollowPathState(path);//定義并執行個體化FSMState
follow.AddTransition(Transition.SawPlayer, StateID.ChasingPlayer);//向其添加轉換對
ChasePlayerState chase = new ChasePlayerState();
chase.AddTransition(Transition.LostPlayer, StateID.FollowingPath);
//我畫一張圖，你們就明白了這句話了：

複制代碼

unity 有限狀态機

那個實心的箭頭代表的代碼就是上面圓角矩形裡面的代碼。看了之後我們因該明白了那兩句代碼的現實意義了吧！即定義轉換，也就是floow狀态可以與chase互相轉換，如果我們填充的狀态中出現了别的狀态比如說：state0，此時狀态floow就不能轉換到state0了，同樣state0也無法轉換到floow。

***************************************************

fsm = new FSMSystem();//執行個體化fsm
fsm.AddState(follow);//将follow裝載到fsm中
fsm.AddState(chase);//将chase裝載到fsm中
}
}
public class FollowPathState : FSMState
{
private int currentWayPoint;
private Transform[] waypoints;
public FollowPathState(Transform[] wp)
{
waypoints = wp;
currentWayPoint = 0;
stateID = StateID.FollowingPath;
}
public override void Reason(GameObject player, GameObject npc)
{
// If the Player passes less than 15 meters away in front of the NPC
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(npc.transform.position, npc.transform.forward, out hit, 15F))
{
if (hit.transform.gameObject.tag == "player")
npc.GetComponent<NPCControl>().SetTransition(Transition.SawPlayer);//當射線射到的物體的标簽為Player時，觸發轉換。
}
}
public override void Act(GameObject player, GameObject npc)//當NPC目前狀态為follow時不斷執行以下行為。下面那個類的用法也是一樣的。
{
// Follow the path of waypoints
// Find the direction of the current way point
Vector3 vel = npc.rigidbody.velocity;
Vector3 moveDir = waypoints[currentWayPoint].position - npc.transform.position;
if (moveDir.magnitude < 1)
{
currentWayPoint++;
if (currentWayPoint >= waypoints.Length)
{
currentWayPoint = 0;
}
}
else
{
vel = moveDir.normalized * 10;
// Rotate towards the waypoint
npc.transform.rotation = Quaternion.Slerp(npc.transform.rotation,
Quaternion.LookRotation(moveDir),
5 * Time.deltaTime);
npc.transform.eulerAngles = new Vector3(0, npc.transform.eulerAngles.y, 0);
}
// Apply the Velocity
npc.rigidbody.velocity = vel;
}
} // FollowPathState
public class ChasePlayerState : FSMState//同上。
{
public ChasePlayerState()
{
stateID = StateID.ChasingPlayer;
}
public override void Reason(GameObject player, GameObject npc)
{
// If the player has gone 30 meters away from the NPC, fire LostPlayer transition
if (Vector3.Distance(npc.transform.position, player.transform.position) >= 30)
npc.GetComponent<NPCControl>().SetTransition(Transition.LostPlayer);
}
public override void Act(GameObject player, GameObject npc)
{
// Follow the path of waypoints
// Find the direction of the player
Vector3 vel = npc.rigidbody.velocity;
Vector3 moveDir = player.transform.position - npc.transform.position;
// Rotate towards the waypoint
npc.transform.rotation = Quaternion.Slerp(npc.transform.rotation,
Quaternion.LookRotation(moveDir),
5 * Time.deltaTime);
npc.transform.eulerAngles = new Vector3(0, npc.transform.eulerAngles.y, 0);
vel = moveDir.normalized * 10;
// Apply the new Velocity
npc.rigidbody.velocity = vel;
}
}

複制代碼

我來總結一下，此狀态機架構的用法如下：首先我們得填充抽象類FSMState中的兩個枚舉類型，然後針對具體情況繼承此抽象類并設計腳本，且腳本中必須有一個FSMSystem類型成員變量（可以仿照上面的例子），并且要在Update或FIxedUpdate等函數中不斷驅動此狀态機運作。且首先我們得用一些FSMState執行個體來裝載此狀态機系統執行個體。而且我們得對每一個FSMState執行個體添加轉換對，控制該狀态轉換的方向。最後在每個FSMState子類中覆寫Reson與Act函數。其中Reson是監聽外界條件變化的并且執行某些轉換，而Act是表現目前狀态行為的函數。

了解了這些，你還覺得自己不會用這個FSMSystem嗎？多用用就好了，下次見！

原文連結：http://www.narkii.com/club/thread-272375-1.html

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