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，我建议耦合在行走类的代码中，这也是切换状态的唯一桥梁

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，如果你的是真的两种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