[游戏架构] 有限状态机的实际应用

什么是有限状态机

有限状态机（Finite State Machine，简称FSM）是一种常用的计算机科学中的建模工具，用于描述由离散状态和状态之间的转换组成的系统。它主要由一个有限的状态集合、一个初始状态、一个输入事件集合、状态之间的转换以及与每个状态相关联的输出动作组成。

简单来说，有限状态机是一种表示系统状态的方法，它将系统看做一系列状态，而每个状态都有其对应的行为和转换条件。它的应用非常广泛，包括游戏、人工智能、自动控制等领域。

怎么应用到游戏中

在游戏中，可以将各种游戏对象和游戏系统抽象为状态和转移，使用有限状态机来描述它们之间的关系，来实现游戏的逻辑和行为。

在游戏开发中，有限状态机可以应用于各种场景，例如：

角色行为控制：游戏角色的行为通常会根据不同状态来变化，例如走、跑、跳、攻击等。通过使用有限状态机来描述角色的状态和状态之间的转移，可以实现角色行为的流畅切换和控制。

NPC 行为控制：游戏中的 NPC 通常需要有一定的 AI 行为，例如巡逻、追击、攻击等。通过使用有限状态机来描述 NPC 的行为状态和转移条件，可以实现 NPC 行为的智能控制。

游戏流程控制：游戏的各个流程可以看做状态，例如登录、主界面、游戏场景等。通过使用有限状态机来描述游戏的流程状态和转移条件，可以实现游戏流程的控制和管理。

特效控制：游戏中的特效通常需要有一定的生命周期和触发条件，通过使用有限状态机来描述特效的状态和转移条件，可以实现特效的生命周期和触发控制。

在实际应用中，可以使用一些第三方工具来创建和管理有限状态机，例如 Unity3D 引擎中的 State Machine 和 PlayMaker 插件。也可以自己手动实现一个简单的有限状态机，使用代码来描述状态和转移条件。

举个例子

假设你正在制作一个角色扮演游戏，角色有几种状态：站立、行走、奔跑、攻击和防御。这些状态之间有各种转换，例如从站立到行走，从行走到奔跑，从奔跑到攻击等等。

你可以使用有限状态机（FSM）来管理这些状态。每个状态是一个节点，节点之间的转换是边。当角色执行某个动作时，FSM将当前状态转换为新的状态。

例如，当玩家按下W键时，FSM将从当前状态（例如站立或行走）转换为行走状态。当玩家按下空格键时，FSM将从当前状态（例如行走或奔跑）转换为攻击状态。

使用FSM可以使游戏状态管理更加清晰和简单，便于控制角色的状态转换，提高游戏体验。

简单的

public enum CharacterState
{
   
   
    Idle,
    Walk,
    Attack,
    Dead
}

public class Character : MonoBehaviour
{
   
   
    public CharacterState currentState;

    private void Update()
    {
   
   
        switch (currentState)
        {
   
   
            case CharacterState.Idle:
                // Do idle behavior
                break;
            case CharacterState.Walk:
                // Do walk behavior
                break;
            case CharacterState.Attack:
                // Do attack behavior
                break;
            case CharacterState.Dead:
                // Do dead behavior
                break;
            default:
                break;
        }
    }

    public void ChangeState(CharacterState newState)
    {
   
   
        currentState = newState;
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个 CharacterState 枚举