Unity笔记-状态机

有限状态机(FSM)

有限状态：状态持续时长有限（例：人物有很多状态，如跑步，攻击，游泳。这些状态需进行切换，不可能无限进行一个状态,如人物不可能一直保持攻击状态，
不进行跑步，游泳）
切换这些状态的东西叫做状态机。
举例：下面是一个角色相关脚本

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void Update(){
if(按下wasd){
移动
播放移动动画
}else{
静止
播放站立动画
}
if(按下空格){
跳跃
播放跳跃动画
播放声音
}
}

该方法优点：简单
该方法缺点：繁琐，if过多，重复元素多，状态过多时可读性降低，代码简洁性低
状态机把这些状态独立出来，这时状态机只做切换，不用知道状态实现过程
这是一种面向对象思想
简单有限状态机：将每个状态独立成一个方法
优点：简单，体现面向对象思想，封装成方法使用便捷
缺点：大型使用场景依然不够方便
普通有限状态机：将每个状态独立成一个类，继承一个状态基类
优点：逻辑清晰有条理，更加简单
缺点：代码量提升

Unity

在工程项目中导入 Character Pack：Free Sample包（去Unity资源商城下，免费）
在Assets\Supercyan Character Pack Free Sample\Prefabs\Base\High Quality选择MaleFree1，创建一个平面，将模型放置到平面上。
在文件夹中找到common_people@idle（待机）common_people@run（跑步）common_people@wave（招手）再创建一个动画控制器（Player），将三个动画
拖进里面，再创建一个Bool参数IsRun。在待机和跑步中相互创建过渡，过渡条件是IsRun的值。将两个过渡的退出时间关掉。
创建一个Trigger参数Wave，将待机切换为挥手的过渡条件设置为Wave，并且将此过渡的退出时间和固定持续时间关闭（第一个和第三个参数）

代码

  • 创建Script文件夹。
  • 创建一个csharp脚本PlayerController

    V1

    不使用状态机，初始版本代码：
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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public class PlayerController : MonoBehaviour
    {
        // Start is called before the first frame update
        //获取动画控制器
        private Animator ani;
        void Start()
        {
            ani = GetComponent<Animator>();
        }

        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
            //获取用户的水平和垂直方向的输入
            float h = Input.GetAxis("Horizontal");
            float v = Input.GetAxis("Vertical");
            //创建为一个方向向量
            Vector3 dir = new Vector3(h,0,v);
            //如果向量不为空
            if(dir!=Vector3.zero){
                //用户按下移动按键
                //移动
                transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir);
                transform.Translate(Vector3.forward * 3 * Time.deltaTime);
                //播放动画
                ani.SetBool("IsRun",true);
            }else{
                //用户松开移动按键
                ani.SetBool("IsRun",false);
            }
            //按下空格
            if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
    {
        ani.SetTrigger("Wave");
    }    }
    }
    挂载到Player身上，运行。
    小人成功移动，除招手动画无异常，即可阅读下一模块。

    V2

    在刚才的V1代码中，小人招手的时候可以进行移动，但不会实现移动动画。看起来很奇怪。这是因为代码是由上往下执行的。当挥手动作执行时也会
    执行上面的移动。在以后代码中会改进这一问题。
    创建PlayerControl2脚本
    代码：
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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;
    public enum PlayerState{//枚举
        idle,
        run,
        wave
    }
    public class PlayerContorl2 : MonoBehaviour
    {
        public Animator ani;
        private PlayerState state = PlayerState.idle;
        /// <summary>
        /// Update is called every frame, if the MonoBehaviour is enabled.
        /// </summary>
        private void Update()
        {
            switch(state){
                case PlayerState.idle:
                idle();
                break;
                case PlayerState.run:
                run();
                break;
                case PlayerState.wave:
                wave();
                break;
            }
        }
        void idle(){
            //获取用户的水平和垂直方向的输入
            float h = Input.GetAxis("Horizontal");
            float v = Input.GetAxis("Vertical");
             //创建为一个方向向量
            Vector3 dir = new Vector3(h,0,v);
            //如果向量不为空
            if(dir==Vector3.zero){
                
                ani.SetBool("IsRun",false);
        }else{
            state = PlayerState.run;//不管实现过程，只去调用
        }
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)){
                    state = PlayerState.wave;
                }
        }
        void run(){
                float h = Input.GetAxis("Horizontal");
            float v = Input.GetAxis("Vertical");
            //创建为一个方向向量
            Vector3 dir = new Vector3(h,0,v);
             //如果向量不为空
            if(dir!=Vector3.zero){
                //用户按下移动按键
                //移动
                transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir);
                transform.Translate(Vector3.forward * 3 * Time.deltaTime);
                //播放动画
                ani.SetBool("IsRun",true);
            }else{
                state = PlayerState.idle;
            }
            }
            void wave(){
                //播放挥手动画
                ani.SetTrigger("Wave");
                if(!ani.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Wave")){
                    //如果没有播放挥手动画
                    state = PlayerState.idle;
                }
            }
    }
    解析一下：首先定义了一个枚举，定义了idle，run，wave三个成员（值分别是1，2，3）
    然后就是定义三个方法，状态切换时每个状态不用像V1一样关注另一个状态，直接切换枚举值。
    然后使用Switch来互相切换状态，达到状态机的作用。
    在Wave方法里，使用了!ani.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName(“Wave”)判断当前动画是否播放完。

    V3

    状态基类

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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public abstract class FSMState//状态基类
    {
        //当前状态ID
        public int StateID;
        //状态拥有者
        public MonoBehaviour Mono;
        //状态所属管理器
        public FSMManager FsmManager;
        public FSMState(int stateID,MonoBehaviour mono,FSMManager manager){
            StateID = stateID;
            Mono = mono;
            FsmManager = manager;
        }
        //进入状态，会调用一次方法
        public abstract void OnEnter();
        //在状态中每帧调用
        public abstract void OnUpdate();
    }

    状态管理器基类

    代码：
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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;
    //状态机管理类
    public class FSMManager//非单例 可以有很多个类型的状态机
    {
        //状态列表
        public List<FSMState> StateList = new List<FSMState>();
        public int CurrentIndex = -1;
        //改变状态
        public void ChangeState(int StateID){
            CurrentIndex = StateID;
            //执行一次该状态的进入方法
            StateList[CurrentIndex].OnEnter();
        }
        //更新
        public void Update()
        {
            if(CurrentIndex != -1){
                StateList[CurrentIndex].OnUpdate();
            }
        }
    }

    普通状态机

  • 创建 PlayerControl3 脚本
  • 创建 Idle Run Wave 脚本

    Idle

    代码：
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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public class Idle : FSMState
    {
        public enum PlayerState{//枚举
        idle,
        run,
        wave
    }
        // Start is called before the first frame update
        void Start()
        {
            
        }

        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
            
        }
        public override void OnEnter()
        {
            //播放站立动画
            Mono.GetComponent<Animator>().SetBool("IsRun",false);

        }
        public override void OnUpdate()
        {
            //判断是否变为跑步
            //获取用户的水平和垂直方向的输入
            float h = Input.GetAxis("Horizontal");
            float v = Input.GetAxis("Vertical");
            //创建为一个方向向量
            Vector3 dir = new Vector3(h,0,v);
            //如果向量不为空
            if(dir!=Vector3.zero){
                //切换跑步状态
                FsmManager.ChangeState((int)PlayerState.run);
            }
            //监听是否挥手
            if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)){
                FsmManager.ChangeState((int)PlayerState.wave);
            }
        }
        public Idle(int stateID,MonoBehaviour mono,FSMManager manager) : base(stateID,mono,manager){

        }
    }

    Run

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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public class Run : FSMState
    {
         public enum PlayerState{//枚举
        idle,
        run,
        wave
    }
        // Start is called before the first frame update
        public Run(int stateID,MonoBehaviour mono,FSMManager manager) : base(stateID,mono,manager){

        }
        void Start()
        {
            
        }

        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
            
        }
        public override void OnEnter()
        {
            Mono.GetComponent<Animator>().SetBool("IsRun",true);
        }
        public override void OnUpdate(){
             float h = Input.GetAxis("Horizontal");
            float v = Input.GetAxis("Vertical");
            //创建为一个方向向量
            Vector3 dir = new Vector3(h,0,v);
             //如果向量不为空
            if(dir!=Vector3.zero){
                //用户按下移动按键
                //移动
               Mono. transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir);
               Mono. transform.Translate(Vector3.forward * 3 * Time.deltaTime);
    }else{
        FsmManager.ChangeState((int)PlayerState.idle);
    }
    }
    }

    Wave

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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public class Wave : FSMState
    {
        // Start is called before the first frame update
        public Wave(int stateID,MonoBehaviour mono,FSMManager manager) : base(stateID,mono,manager){

        }
        void Start()
        {
            
        }

        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
            
        }
        public override void OnEnter()
        {
            Mono.GetComponent<Animator>().SetTrigger("Wave");
        }
        public override void OnUpdate()
        {
            if(!Mono.GetComponent<Animator>().GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("wave")){
                //切换为Idle
                FsmManager.ChangeState((int)PlayerState.idle);
            }
        }
    }

    PlayerControl3

    开始编辑V3状态机：
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    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;

    public class PlayerControl3 : MonoBehaviour
    {
        // Start is called before the first frame update
        private FSMManager fsmManager;
        void Start()
        {

            //实例化状态机管理器
            fsmManager = new FSMManager();
            //创建状态
            Idle idle = new Idle(0,this,fsmManager);
            Run run = new Run(1,this,fsmManager);
            Wave wave = new Wave(2,this,fsmManager);
            //状态注册
            fsmManager.StateList.Add(idle);
            fsmManager.StateList.Add(run);
            fsmManager.StateList.Add(wave);
            //给一个默认状态
            fsmManager.ChangeState((int)PlayerState.idle);
        }

        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
            fsmManager.Update();//调用自己写的Update
            
        }
    }
    然后将idle到wave的过渡时间设置为0，不然小人挥手时还是能动。（具体原因未知，知道的可以评论下)
    挂载到player身上，运行。