一、简单有限状态机(FSM)实现
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 简单状态机实现 */ public class SimpleFSM : FSM { //枚举,定义状态机的四种状态,巡逻,追逐,攻击,死亡 public enum FSMState { Patrolling, Chasing, Attacking, Dead, } //AI角色的当前状态 public FSMState curState; protected override void Initialize(){ //设置FSM的当前状态为巡逻状态; curState = FSMState.Patrolling; } protected override void FSMUpdate() { //判断当前状态,调用函数进行状态更新 switch(curState){ case FSMState.Patrolling: UpdatePatrolState(); break; case FSMState.Chasing: UpdateChaseState(); break; case FSMState.Attacking: UpdateAttackState(); break; case FSMState.Dead: UpdateDeadState(); break; } } //更新巡逻状态 protected void UpdatePatrolState() { } //更新追逐状态 protected void UpdateChaseState() { } //更新攻击状态 protected void UpdateAttackState() { } //更新死亡状态 protected void UpdateDeadState() { } }
二、通用有限状态机(FSM)框架实现
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 有限状态机基类 */ public class FSM : MonoBehaviour { protected virtual void Initialize() {} protected virtual void FSMUpdate() {} protected virtual void FSMFixedUpdate() {} void Start () { //初始化FSM Initialize (); } void Update () { //每帧更新FSM FSMUpdate (); } void FixedUpdate(){ //以固定的时间周期更新FSM FSMFixedUpdate (); } }
using UnityEngine; using System.Collections; using System.Collections.Generic; //定义枚举,为可能的转换分配编号 public enum Transition { SawPlayer = 0, //看到玩家 ReachPlayer, //接近玩家,即玩家在攻击范围内 LostPlayer, //玩家离开视线 NoHealth, //死亡 } //定义枚举,为可能的状态分配编号 public enum FSMStateID { Patrolling = 0, //巡逻的状态编号为0 Chasing, //追逐的状态编号为1 Attacking, //攻击的状态编号为2 Dead, //死亡的状态编号为3 } /** * 管理所有状态类 */ public class AdvancedFSM : FSM { //FSM中的所有状态(多个FSMState)组成的列表 private List<FSMState> fsmStates; //当前状态编号 private FSMStateID currentStateID; public FSMStateID CurrentStateID {get {return currentStateID;}} //当前状态 private FSMState currentState; public FSMState CurrentState {get {return currentState;}} public AdvancedFSM() { //新建一个空的状态列表 fsmStates = new List<FSMState> (); } //向状态列表中加入一个新状态; public void AddFSMState(FSMState fsmState) { if (fsmState == null) Debug.LogError ("FSM ERROR: Null reference is not allowed"); if(fsmStates.Count == 0){ fsmStates.Add(fsmState); currentState = fsmState; currentStateID = fsmState.ID; return; } //检查要加入的状态是否已经在列表中,如果是,报告错误并返回; foreach(FSMState state in fsmStates){ if(state.ID == fsmState.ID){ Debug.LogError("FSM ERROR: Trying to add a state that was already inside the list"); return; } } //如果要加入的状态不在列表中,那么将它加入列表; fsmStates.Add (fsmState); } //从状态列表中删除一个状态 public void DeleteState(FSMStateID fsmState) { foreach (FSMState state in fsmStates) { if(state.ID == fsmState){ fsmStates.Remove(state); return; } } Debug.LogError ("FSM ERROR: The state passed was not on the list. Impossible to delete it"); } //根据当前状态,和参娄传递的转换,转移到新的状态; public void PerformTransition(Transition trans){ //根据当前的状态类,以trans为参娄调用它的GetOutputState方法 //确定转移后新状态的编号 FSMStateID id = currentState.GetOutputState (trans); //将当前状态编号设置为刚刚返回的新状态编号; currentStateID = id; //根据状态编号查找状态列表,这个查找是通过一个遍历过程实现的; //将当前状态设置为查找到的状态; foreach(FSMState state in fsmStates){ if(state.ID == currentStateID){ currentState = state; break; } } } }
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 负责创建有限状态机,通过此类来控制AI角色 */ public class AIController : AdvancedFSM { //初始化AI角色的FSM,在FSM基类的Start函数中调用; protected override void Initialize(){ //Do something //调用ConstructFSM函数,开始构造状态机; ConstructFSM (); } //在FSM基类的Update函数中调用; protected override void FSMUpdate() { //Do something } //在FSM基类的FixedUpdate函数中调用; protected override void FSMFixedUpdate() { //调用当前状态的Reason方法,确定当前发生的转换 CurrentState.Reason (transform); //调用当前状态的Act方法,确定角色的行为 //注意,如果Reason中检查到满足某个转换条件,就会进行状态转换, //因此,在这两个调用之间,CurrentState可能会发生变化 CurrentState.Act (transform); } //这个方法在每个状态类的Reason方法中被调用 public void SetTransition(Transition t) { //Do something //调用AdvanceFSM类的PerformTransition方法,设置新状态 PerformTransition (t); } //这个函数在初始化Initialize方法中调用,为AI角色构造FSM private void ConstructFSM(){ //创建一个巡逻状态类 PatrolState patrol = new PatrolState (); //调用巡逻状态类中的AddTransition函数 //将这个状态下可能的两个“转换-状态”对(“看到玩家-追逐” 和 "生命值-死亡") //加入到PatrolState类的字典中 patrol.AddTransition (Transition.SawPlayer, FSMStateID.Chasing); patrol.AddTransition (Transition.NoHealth, FSMStateID.Dead); //创建一个追逐状态类 ChaseState chase = new ChaseState(); //将这个状态下可能的三个“转换-状态”对加入到ChaseState类的字典中 chase.AddTransition(Transition.LostPlayer, FSMStateID.Patrolling); chase.AddTransition(Transition.ReachPlayer, FSMStateID.Attacking); chase.AddTransition(Transition.NoHealth, FSMStateID.Dead); //创建一个攻击状态类 AttackState attack = new AttackState (); //将这个状态下可能的三个“转换-状态”对加入到AttackState类的字典中 attack.AddTransition(Transition.LostPlayer, FSMStateID.Patrolling); attack.AddTransition(Transition.SawPlayer, FSMStateID.Chasing); attack.AddTransition(Transition.NoHealth, FSMStateID.Dead); //创建一个死亡状态类 DeadState dead = new DeadState (); //将这个状态下可能的一个“转换-状态”对加入到DeadState类的字典中 dead.AddTransition(Transition.NoHealth, FSMStateID.Dead); } //当AI角色与其他物体碰撞时,调用这个函数 void OnCollisionEnter(Collision collision) { } }
using UnityEngine; using System.Collections; using System.Collections.Generic; /** * 状态抽象类 */ public abstract class FSMState { //字典,字典中的每一项都记录了一个 “转换-状态” 对的信息 protected Dictionary<Transition, FSMStateID> map = new Dictionary<Transition, FSMStateID> (); //状态编号ID protected FSMStateID stateID; public FSMStateID ID {get{return stateID;}} #region 根据实际情况定义需要用到的,与各状态相关的变量 #endregion //向字典中添加项;每项是一个“转换-状态”对; public void AddTransition (Transition transition, FSMStateID id) { if(map.ContainsKey(transition)){ Debug.LogWarning("FSMState ERROR: transition is already inside the map"); return; } map.Add (transition, id); Debug.Log ("Added : " + transition + " with ID : " + id); } //从字典中删除某一项 public void DeleteTransition(Transition trans){ if (map.ContainsKey (trans)) { map.Remove(trans); return; } Debug.LogError ("FSMState ERROR: Transition passed was not on this State's List"); } //通过查询字典,确定在当前状态下,发生trans转换时,应该转换到的新状态编号; //并返回这个新状态编号; public FSMStateID GetOutputState(Transition trans){ return map[trans]; } //Reason方法用来确定是否需要转换到其他状态,应该发生哪个转换; //至于此方法是否需要定义参数以及定义哪些参数,可根据实际情况决定 //在此方法中若满足条件需要进行状态转移,可以AIPlayer.GetComponent<AIController>().SetTransition(xx,xx); public abstract void Reason(Transform AIPlayer); //Act方法定义了在本状态的角色行为,例如移动,动画等 //至于此方法是否需要定义参数以及定义哪些参数,可根据实际情况决定 public abstract void Act(Transform AIPlayer); }
==================== 以上为框架代码============
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 巡逻状态类 */ public class PatrolState : FSMState { public PatrolState(){ //设置状态编号 stateID = FSMStateID.Patrolling; } //这个方法决定是否需要转换状态,以及发生哪种转换 public override void Reason(Transform AIPlayer) { } //这个方法定义了在这个状态下AI角色的行为 public override void Act(Transform AIPlayer) { } }
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 追逐状态类 */ public class ChaseState : FSMState { public ChaseState(){ //设置状态编号 stateID = FSMStateID.Chasing; } //这个方法决定是否需要转换状态,以及发生哪种转换 public override void Reason(Transform AIPlayer) { } //这个方法定义了在这个状态下AI角色的行为 public override void Act(Transform AIPlayer) { } }
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 攻击状态类 */ public class AttackState : FSMState { public AttackState(){ //设置状态编号 stateID = FSMStateID.Attacking; } //这个方法决定是否需要转换状态,以及发生哪种转换 public override void Reason(Transform AIPlayer) { } //这个方法定义了在这个状态下AI角色的行为 public override void Act(Transform AIPlayer) { } }
using UnityEngine; using System.Collections; /** * 死亡状态类 */ public class DeadState : FSMState { public DeadState(){ //设置状态编号 stateID = FSMStateID.Dead; } //这个方法决定是否需要转换状态,以及发生哪种转换 public override void Reason(Transform AIPlayer) { } //这个方法定义了在这个状态下AI角色的行为 public override void Act(Transform AIPlayer) { } }