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有限状态机[第3部分]

分类: 文章 • 2024-08-04 21:49:34

这是我们FSM的最终博客教程。我们将回顾第一部分讨论的内容，并实施我们之前所做的FSM系统。

只是回顾前面的部分：

有限状态机[第3部分]

这将是我们FSM的循环。首先，我们初始化FSM，创建状态，创建动作，并将它们全部映射在一起。在我们映射它们之后，我们现在将启动FSM并指示AI将开始的状态。现在，AI将更改为特定状态，FSM将初始化操作，更新它直到操作完成并发送指示操作已完成的事件。最后，FSM将返回并更改状态。

现在是时候实施它们了。

 

让我们创建一个TextAction，以便我们第一手看到FSM系统。

有限状态机[第3部分]

让我们首先导入Common.FSM，以便我们可以使用我们的FSM系统，并让这个类继承FSMAction类。

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using UnityEngine;
using System.Collections;
using Common.FSM;
 
public class TextAction : FSMAction
{
}

现在让我们为这个特定的动作编写变量和构造函数。

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private string textToShow;
private float duration;
private float cachedDuration;
private string finishEvent;
 
public TextAction (FSMState owner) : base (owner)
{
}
 
public void Init (string textToShow, float duration, string finishEvent)
{
this.textToShow = textToShow;
this.duration = duration;
this.cachedDuration = duration;
this.finishEvent = finishEvent;
}

textToShow是我们将在更新时在控制台中打印出来的字符串。持续时间是此操作的长度，而finishEvent是转换到另一个状态的调用。

让我们覆盖FSMAction的虚函数，以便FSM可以调用它们。

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public override void OnEnter ()
{
if (duration <= 0) {
Finish ();
return;
}
}
 
public override void OnUpdate ()
{
duration -= Time.deltaTime;
 
if (duration <= 0) {
Finish ();
return;
}
 
Debug.Log (textToShow);
}
 
public override void OnExit ()
{
 
}
 
public void Finish ()
{
if (!string.IsNullOrEmpty (finishEvent)) {
GetOwner ().SendEvent (finishEvent);
}
duration = cachedDuration;
}

OnEnter将处理开始操作时我们想要做的所有事情。就像MonoBehaviour中的Start（）一样，我们将在此阶段初始化我们的操作。更新将由FSM的动作处理器调用，该动作处理器由FSM的Update函数调用，并由我们的AI类调用。退出当然，将是我们完成一项行动后我们将要做的事情。就个人而言，我宁愿有一个完成功能，将发送事件。

 

现在我们已经采取了行动，让我们制作AI。

有限状态机[第3部分]

让我们创建一个空的，它将保存我们的AI脚本。

有限状态机[第3部分]创建一个空的后，让我们创建一个脚本来实现我们的FSM系统和我们所做的动作。

让我们为AITest制作两个FSMStates和两个FSMAction。不要忘记导入Common.FSM，否则我们将无法使用我们制作的FSM系统。

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using UnityEngine;
using System.Collections;
using Common.FSM;
 
public class AITest : MonoBehaviour
{
private FSM fsm;
private FSMState PatrolState;
private FSMState IdleState;
private TextAction PatrolAction;
private TextAction IdleAction;
}

同样，fsm将成为我们状态机的引擎，我们将有两种状态，PatrolState和IdleState。这取决于你如何命名它们。最后，我们将有两个文本操作，每个状态一个，PatrolAction和IdleAction。

现在让我们在Start（）函数中创建FSM，States和Actions。

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private void Start ()
{
fsm = new FSM ("AITest FSM");
IdleState = fsm.AddState ("IdleState");
PatrolState = fsm.AddState ("PatrolState");
PatrolAction = new TextAction (PatrolState);
IdleAction = new TextAction (IdleState);
}

首先，我们将初始化FSM，然后添加新状态。请记住，FSM.AddState（）返回FSMStates，以便我们不必声明新的FSMState，并将它们添加到FSM。

现在我们有状态和动作，现在让我们映射一切，并为每个转换添加事件ID。

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//This adds the actions to the state and add state to it's transition map
PatrolState.AddAction (PatrolAction);
IdleState.AddAction (IdleAction);
 
PatrolState.AddTransition ("ToIdle", IdleState);
IdleState.AddTransition ("ToPatrol", PatrolState);

当事件发送到状态时，我们将PatrolState映射到IdleState，反之亦然。我们现在初始化我们的行动。

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//This initializes the actions
PatrolAction.Init ("AI on patrol", 3.0f, "ToIdle");
IdleAction.Init ("AI on Idle", 2.0f, "ToPatrol");

第一个属性是字符串，将是我们操作的输出，第二个属性将确定操作的持续时间，最后一个属性将是操作完成后将发送的事件。

请记住，这里的所有内容都在启动功能中。现在让我们尝试通过调用FSM.Start（）和FSM.Update（）来使FSM工作;

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//Starts the FSM
fsm.Start ("IdleState");

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private void Update ()
{
fsm.Update ();
}

同样，在Start（）下的所有初始化之后调用fsm.Start（）。现在让我们将AITest附加到我们之前创建的空游戏对象，然后在编辑器中按“播放”。

最后，看看自动化发生了！

有限状态机[第3部分]AI将每2秒打印一次空闲，并且每3秒巡逻一次。

 

有限状态机[第3部分]现在让我们把它带到另一个层面。让我们制作一个移动的对象，同时在控制台中打印出字符串。但是我们不会在一个行动中做到这一点。我们将创建另一个将添加到同一状态的操作。

让我们创建一个名为AITestTwo的脚本。

有限状态机[第3部分]让我们创建另一个名为MoveAction的动作。这将是移动物体的通用动作。

打开MoveAction.cs，让我们编写动作。

 

MoveAction.cs不同，我们必须引用对象的变换，以便动作可以移动它。

 

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using UnityEngine;
using System.Collections;
using Common.FSM;
 
public class MoveAction : FSMAction
{
private Transform transform;
private Vector3 positionFrom;
private Vector3 positionTo;
private float duration;
private float cachedDuration;
private string finishEvent;
private float journeyLength;
private float polledTime;
 
 
public MoveAction (FSMState owner) : base (owner)
{
}
 
public void Init (Transform transform, Vector3 from, Vector3 to, float duration, string finishEvent = null)
{
this.transform = transform;
this.positionFrom = from;
this.positionTo = to;
this.duration = duration;
this.cachedDuration = duration;
this.finishEvent = finishEvent;
this.journeyLength = Vector3.Distance (this.positionFrom, this.positionTo);
this.polledTime = 0;
}
}

我们来讨论这些属性。如上所述，我们需要在此操作中引用对象的变换，因为我们希望此操作移动对象，而不是AI类。非常自我解释，Vector3来自和。同样，动作的持续时间和结束事件。

正如您所看到的，我们有两个未包含在Init（）属性中的变量，即journeyLength和polledTime。稍后我们将它们用于Vector3.Lerp函数。轮询时间将包含在我们稍后的计算中。

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public override void OnEnter ()
{
 
if (duration <= 0) {
Finish ();
return;
}
 
SetPosition (this.positionFrom);
}
 
public override void OnUpdate ()
{
polledTime += Time.deltaTime;
duration -= Time.deltaTime;
 
if (duration <= 0) {
Finish ();
return;
}
 
SetPosition (Vector3.Lerp (this.positionFrom, this.positionTo, Mathf.Clamp (polledTime / cachedDuration, 0, 1)));
}
 
private void Finish ()
{
if (!string.IsNullOrEmpty (finishEvent)) {
GetOwner ().SendEvent (finishEvent);
}
 
SetPosition (this.positionTo);
this.polledTime = 0;
duration = cachedDuration;
this.journeyLength = Vector3.Distance (this.positionFrom, this.positionTo);
}
 
private void SetPosition (Vector3 position)
{
this.transform.position = position;
}

现在我们为位置添加了一个辅助函数，它是SetPosition（），使我们更容易。同样，OnEnter（）初始化动作，OnUpdate（）将执行Lerp函数。这也是我们计算Lerp函数所需比率的地方。当操作完成时，我们将对象设置为所需的最终位置，并重置我们的变量。

 

现在，我们来设置第二个AI。

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using UnityEngine;
using System.Collections;
using Common.FSM;
 
public class AITestTwo : MonoBehaviour
{
private FSM fsm;
private FSMState MoveLeftState;
private FSMState MoveRightState;
private TextAction MoveLeftTextAction;
private TextAction MoveRightTextAction;
private MoveAction MoveLeftAction;
private MoveAction MoveRightAction;
 
private void Start ()
{
fsm = new FSM ("AITest FSM Two");
MoveLeftState = fsm.AddState ("MoveLeftState");
MoveRightState = fsm.AddState ("MoveRightState");
MoveLeftTextAction = new TextAction (MoveLeftState);
MoveRightTextAction = new TextAction (MoveRightState);
MoveLeftAction = new MoveAction (MoveLeftState);
MoveRightAction = new MoveAction (MoveRightState);
 
//This adds the actions to the state and add state to it's transition map
MoveLeftState.AddAction (MoveLeftTextAction);
MoveLeftState.AddAction (MoveLeftAction);
MoveRightState.AddAction (MoveRightTextAction);
MoveRightState.AddAction (MoveRightAction);
 
MoveLeftState.AddTransition ("ToRight", MoveRightState);
MoveRightState.AddTransition ("ToLeft", MoveLeftState);
 
//This initializes the actions
MoveLeftTextAction.Init ("AI moving left", 1.0f, "");
MoveRightTextAction.Init ("AI moving right", 1.0f, "");
MoveLeftAction.Init (this.transform, new Vector3 (1, 0, 0), new Vector3 (-1, 0, 0), 1.0f, "ToRight");
MoveRightAction.Init (this.transform, new Vector3 (-1, 0, 0), new Vector3 (1, 0, 0), 1.0f, "ToLeft");
 
//Starts the FSM
fsm.Start ("MoveLeftState");
}
 
private void Update ()
{
fsm.Update ();
}
}

我们现在每个州都有两个行动。FSM现在将在一个状态下更新两个操作。我们在这里所做的与我们在TextAction.cs上所做的完全相同。我们创建了类的实例，将操作添加到状态，并添加了对这些状态的转换和调用，并初始化了操作。

现在让我们来玩，希望它能正常运行。

有限状态机[第3部分]

有限状态机[第3部分]

如您所见，AI现在正在同时执行操作。您可以混合不同的操作并将其动态添加到所需的状态。

这有什么好处，你可以添加很多动作并将它们包含在一个状态中并同时执行它们。虽然如果你在移动设备上会导致一些性能问题。我建议的是，当你将它用于移动时，为了安全起见，只需同时做至少1或2个动作。我没有对移动设备进行过真正的测试。

就这样，我们已经完成了动态FSM教程。我希望这对你的游戏有所帮助。你可以在任何游戏中以任何方式使用它。无论您是在UI，GameObjects还是其他任何需要的地方使用它。如果您有任何疑问，请记得发表评论，我很乐意尽快回复！

FSM是一个非常重要的主题，分为三个部分，所以如果你想要更好地理解它，这里有一些与FSM相关的文章和实现。我相信这些将进一步解释FSM：

如果您想查看整个项目，这是Unity包的链接。

这是我们在整个过程中创建的脚本的链接。

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