U3D架构系列之- FSM有限状态机设计六（总结篇）

由于最近一直赶项目进度，没时间写，昨晚终于项目终于完成了，空闲下来，做一个总结。在这一篇中主要是把前五章一起总结一下，以及通过举例演示如何使用？有限状态机在游戏中使用的地方非常多，比如我们界面之间的切换，角色的状态切换等等。所以非常值得大家去学习一下，接下来我们主要实现的功能，为了表达清楚，我通过图例给大家说明一下：

给大家解析一下，程序运行首先进入主菜单，里面有三个按钮，开始游戏，音量，退出游戏。先从第一个说起，如果是开始游戏，它会进入到下一个界面游戏界面，游戏界面有个返回主菜单功能。二者可以互相切换。接下来是音量按钮，整个按钮是调节音量的，调节好了后，点确认和取消都是返回主菜单。二者之间互相切换，最后一个是退出游戏，会进入是否退出界面，如果否，返回主界面，如果是真正的关闭游戏。我们就把这个简单的功能用我们的有限状态机实现一下：

首先我们声明两个对象：

public static EventSystem.Dispatcher Events = new EventSystem.Dispatcher();
 public FiniteStateMachine FSM = new FiniteStateMachine();

events主要是创建一个全局的事件系统用于我们指定的UI。

FSM是作为一个状态机被驱动。

接下来我们注册几个状态用我们的状态机：

 FSM.Register("MainMenu", new MainMenuUI());
 FSM.Register("AudioMenu", new AudioMenuUI());
 FSM.Register("MainGame", new MainGame(FSM));
 FSM.Register("QuitGame", new QuitGameUI());

我们用EntryPoint告诉玩家我们第一个界面是主界面：

FSM.EntryPoint("MainMenu");

我们为主界面定义几个actions，OPEN_AUDIO，PLAY_GAME, QUIT_GAME.其中OPEN_AUDIO和QUIT_GAME用于取代顶部栈的状态。PLAY_GAME用于增加状态栈新的item。代码如下：

FSM.State("MainMenu").On("OPEN_AUDIO").Enter("AudioMenu")
    .On("PLAY_GAME").Push("MainGame")
    .On("QUIT_GAME").Enter("QuitGame");

退出菜单响应PROCESS_QUIT action。代码如下：

 FSM.State("QuitGame").On("PROCESS_QUIT", delegate(bool sure) {
     if (sure) {
      gameObject.GetComponent<TestUIState>().enabled = false;
      Camera.main.backgroundColor = Color.black;
     } else { FSM.Enter("MainMenu"); }
    });

上述代码主要实现的功能：如果确认游戏结束，否则返回主菜单。

游戏类是负责对于主菜单弹出栈顶元素的。

using UnityEngine;
using System.Collections;

class MainGame : MenuUI, IState {
	protected FiniteStateMachine FSM;

	protected float Score = 0;

	public MainGame(FiniteStateMachine parentMachine) {
		FSM = parentMachine;
	}

	public void OnEnter(string prevState) {
		Score = 0;
	}

	public void OnExit(string nextState) {

	}

	public void OnUpdate() {

	}

	public override void DoGUI() {
		if (GUILayout.Button("Quit / Back To Menu", GUILayout.Width(Screen.width))) {
			FSM.Pop();
		}
		GUILayout.Space(25);
		GUILayout.Label("The waiting game!");
		GUILayout.Space(25);
		GUILayout.Label("CurrentScore: " + System.Convert.ToInt32(Score));

		Score += Time.deltaTime;
	}
}

声音菜单保留它自己的状态，处理音量逻辑。代码如下：

SM.State("AudioMenu").On("BACK_TO_MENU").Enter("MainMenu");

最后将每一个事件系统挂到状态机的actions里面，代码如下：

Events.On("OpenMainGame", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PLAY_GAME"); });
   Events.On("OpenAudioMenu", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("OPEN_AUDIO"); });
   Events.On("QuitGame", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("QUIT_GAME"); });
  Events.On("ConfirmQuit", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PROCESS_QUIT", true); });
   Events.On("CancelQuit", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PROCESS_QUIT", false); });
  Events.On("BackToMenu", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("BACK_TO_MENU", false); });

大家可能会问，状态机是如何切换的，我们将在Update里面实现，代码很简单：

public void Update() {
   FSM.Update();
 }

这样就可以每一帧都可以进行检测push还是top状态机了。

为了响应主界面我们定义了一个OnGUI函数：

void OnGUI() {
   if (FSM.CurrentState == null)
    return;
   MenuUI ui = (MenuUI)FSM.CurrentState.StateObject;
  ui.DoGUI();
 }

最后因为我们涉及到主界面各个操作，所以它们都有自己的类。

我将它们都拿出来给大家分享：

主菜单中声音菜单的逻辑代码如下：

using UnityEngine;
 using System.Collections;
class AudioMenuUI : MenuUI, IState {
 float volume = 0.5f;
 float backupVolume = 0.0f;
 public void OnEnter(string prevState) {
   backupVolume = volume;
 }

 public void OnExit(string nextState) {
 }

 public void OnUpdate() {
   
 }

 public override void DoGUI() {
   GUILayout.Space(25.0f);
   volume = GUILayout.HorizontalSlider(volume, 0.0f, 1.0f, GUILayout.Width(Screen.width));
  GUILayout.BeginHorizontal();
   GUILayout.FlexibleSpace();
   GUILayout.Label("Volume: " + System.Convert.ToInt32(volume * 100.0f) + " %");
   GUILayout.FlexibleSpace();
   GUILayout.EndHorizontal();
  GUILayout.BeginHorizontal();
   if (GUILayout.Button("Cancel", GUILayout.Height(75.0f))) {
    volume = backupVolume;
    TestUIState.Events.Trigger("BackToMenu");
   }
   if (GUILayout.Button("Confirm", GUILayout.Height(75.0f))) {
    TestUIState.Events.Trigger("BackToMenu");
   }
   GUILayout.EndHorizontal();
 }
 }

主菜单类逻辑代码如下：

using UnityEngine;
 using System.Collections;
public class MainMenuUI : MenuUI, IState {
 public void OnEnter(string prevState) {
   
 }

 public void OnExit(string nextState) {
   
 }

 public void OnUpdate() {
   
 }

 public override void DoGUI() {
   if (GUILayout.Button("Play Game", GUILayout.Width(Screen.width), GUILayout.Height(Screen.height / 3))) {
    TestUIState.Events.Trigger("OpenMainGame");
   }
   
   if (GUILayout.Button("Audio Menu", GUILayout.Width(Screen.width), GUILayout.Height(Screen.height / 3))) {
    TestUIState.Events.Trigger("OpenAudioMenu");
   }
   
   if (GUILayout.Button("Quit Game", GUILayout.Width(Screen.width), GUILayout.Height(Screen.height / 3))) {
    TestUIState.Events.Trigger("QuitGame");
   }
 }
 }

我们定义了一个菜单操作的抽象类用于继承：

using UnityEngine;
 using System.Collections;
public class MenuUI {
 public virtual void DoGUI() {
}
 }

游戏退出类代码如下：

using UnityEngine;
 using System.Collections;
class QuitGameUI : MenuUI, IState {
 public void OnEnter(string prevState) {
   
 }

 public void OnExit(string nextState) {
   
 }

 public void OnUpdate() {
   
 }

 public override void DoGUI() {
   GUILayout.BeginHorizontal();
   if (GUILayout.Button("Confirm", GUILayout.Width(Screen.width / 2), GUILayout.Height(Screen.height))) {
    TestUIState.Events.Trigger("ConfirmQuit");
   }
   
   if (GUILayout.Button("Cancel", GUILayout.Width(Screen.width / 2), GUILayout.Height(Screen.height))) {
    TestUIState.Events.Trigger("CancelQuit");
   }
   GUILayout.EndHorizontal();
 }
 }

最后只要将下面的脚本挂到对象上就可以了：

using UnityEngine;
 using System.Collections;
public class TestUIState : MonoBehaviour {

 public static EventSystem.Dispatcher Events = new EventSystem.Dispatcher();

 public FiniteStateMachine FSM = new FiniteStateMachine();
public void Awake() {

   FSM.Register("MainMenu", new MainMenuUI());
   FSM.Register("AudioMenu", new AudioMenuUI());
   FSM.Register("MainGame", new MainGame(FSM));
   FSM.Register("QuitGame", new QuitGameUI());

   FSM.EntryPoint("MainMenu");

   FSM.State("MainMenu").On("OPEN_AUDIO").Enter("AudioMenu")
    .On("PLAY_GAME").Push("MainGame")
    .On("QUIT_GAME").Enter("QuitGame");

   FSM.State("QuitGame").On("PROCESS_QUIT", delegate(bool sure) {
     if (sure) {
      gameObject.GetComponent<TestUIState>().enabled = false;
      Camera.main.backgroundColor = Color.black;
     } else { FSM.Enter("MainMenu"); }
    });
   FSM.State("AudioMenu").On("BACK_TO_MENU").Enter("MainMenu");

   Events.On("OpenMainGame", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PLAY_GAME"); });
   Events.On("OpenAudioMenu", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("OPEN_AUDIO"); });
   Events.On("QuitGame", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("QUIT_GAME"); });
  Events.On("ConfirmQuit", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PROCESS_QUIT", true); });
   Events.On("CancelQuit", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("PROCESS_QUIT", false); });
  Events.On("BackToMenu", delegate() { FSM.CurrentState.Trigger("BACK_TO_MENU", false); });
 }
public void Update() {

   FSM.Update();
 }
void OnGUI() {
   if (FSM.CurrentState == null)
    return;
   MenuUI ui = (MenuUI)FSM.CurrentState.StateObject;
  ui.DoGUI();
 }
 }

测试用的代码一共有AudioMenUI.cs    MainGame.cs  MainMenuUI.cs MenuUI.cs  QuitGameUI.cs  TestUIState.cs.大家只要将TestUIStat.cs挂到对象上就可以运行了。在使用的过程中可以先调试一下，前五章是给大家封装的，可以直接将其运用到项目中。这里的类只是跟大家分享一下如何去运用。

有限状态机到这里就全部结束了。有什么问题欢迎一起讨论。接下来我会给大家分享其他技术点。。。。。

时间： 2024-12-26 22:51:26

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