设计模式——状态模式

最新推荐文章于 2024-04-20 10:10:34 发布

scl_Unity3D

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分类专栏：设计模式文章标签：设计模式游戏状态模式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/scl_Unity3D/article/details/78823776

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状态模式

状态模式是对有限状态机的一种简化有限状态机学习链接（http://blog.youkuaiyun.com/scl_unity3d/article/details/78785334）

在状态模式（State Pattern）中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 StateController对象。

意图：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决：将各种具体的状态类抽象出来。

关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。

优点： 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

缺点： 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景： 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。

代码实现：

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

/// <summary>
/// 场景状态的父类
/// </summary>
public class SceneState  {
    /// <summary>
    /// 状态控制器
    /// </summary>
    protected StateController stateController;
    /// <summary>
    /// 状态名字
    /// </summary>
    protected string name;
    public string Name { get { return name; } }

    public SceneState(StateController stateController,string name)
    {
        this.name = name;
        this.stateController = stateController;
    }

    public virtual void StateStart()
    {
    }
    public virtual void StateEnd() { }
    public virtual void StateUpdate() {  }
}

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

public class Start : SceneState
{
    public Start(StateController stateController,
        string name = "01Start")
        : base(stateController, name) { }
    public override void StateStart()
    {
        //场景进入时的出初始化操作 类似于MonoBehaviour里的Statr
    }
    public override void StateUpdate()
    {
        //场景进入后每贞的操作 类似于MonoBehaviour里的Update
    }
    public override void StateEnd()
    {
        //场景要切换时的最后一帧执行 类似于MonoBehaviour里的OnDestroy
    }
}

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

public class MainMenu : SceneState
{
    public MainMenu(StateController stateController,
        string name = "02MainMenu")
        : base(stateController, name) { }
   //重写方式同start
   
}

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Battle : SceneState {
    public Battle(StateController stateController,
        string name = "03Battle") 
        : base(stateController, name) { }
    //重写方式同start


}

状态管理者类

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEditor.SceneManagement;
/// <summary>
/// 场景状态控制器
/// </summary>
public class StateController  {
    /// <summary>
    /// 当前场景状态
    /// </summary>
    private SceneState state;
    /// <summary>
    /// 切换场景返回值
    /// </summary>
    public AsyncOperation ao;
    /// <summary>
    /// 设置场景状态
    /// </summary>
    /// <param name="state"></param>
    public void SetState(SceneState state,bool isLoadScene=true)
    {
        
        state.StateEnd();//调用状态结束的函数 处理当前状态的结束操作
        this.state = state;
        Debug.Log("开始切换到：" + state);
        if(isLoadScene)
             ao = EditorSceneManager.LoadSceneAsync(state.Name);//切状态
       
    }
    /// <summary>
    /// 状态进行时每帧处理的事情
    /// </summary>
    public void StateUpdate()
    {
        if (ao != null && ao.isDone)//当前场景切换完毕
        {
            Debug.Log("切换完成！");
            state.StateStart();//调用状态开始的函数
            ao = null;//置空切换结果 等待下次切换时重新调用开始函数
        }
        if (state!=null)//调用状态进行的时候刷新的函数
            state.StateUpdate();
    }
}

状态模式持有者

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

public class GameLoop : MonoBehaviour
{
    GameObject canvas;
    StateController stateController;

    void Awake()
    {
        DontDestroyOnLoad(this);
        stateController = new StateController();
        stateController.SetState(new Start(stateController), false);
    }
	public  void Update () {
        if (stateController != null)
            stateController.StateUpdate();
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Q))
            stateController.SetState(new MainMenu(stateController));
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))
            stateController.SetState(new Battle(stateController));
    }
   
}

项目展示图：项目运行（默认场景start）