Unity3D状态管理器实现指南

前言

在 Unity3D 中实现状态管理器（State Management）可以通过 状态模式（State Pattern） 实现，帮助管理游戏对象或系统的不同状态（如角色移动、攻击、死亡等）。以下是一个通用的状态管理器实现方案，包含代码示例和详细说明：

对惹，这里有一 个游戏开发交流小组 ，希望大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀！

1. 状态基类（State Base Class）

所有具体状态的基类，定义状态的生命周期方法：

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public abstract class State
{
    // 进入状态时调用
    public virtual void OnEnter() { }

    // 每帧更新时调用
    public virtual void OnUpdate() { }

    // 物理更新时调用
    public virtual void OnFixedUpdate() { }

    // 退出状态时调用
    public virtual void OnExit() { }
}

2. 状态管理器（State Machine）

管理状态的切换和执行：

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public class StateMachine : MonoBehaviour
{
    private Dictionary<System.Type, State> _states = new Dictionary<System.Type, State>();
    private State _currentState;

    // 注册状态
    public void RegisterState<T>(T state) where T : State
    {
        _states[typeof(T)] = state;
    }

    // 切换到指定状态
    public void SwitchTo<T>() where T : State
    {
        if (_currentState != null)
        {
            _currentState.OnExit();
        }

        if (_states.TryGetValue(typeof(T), out State newState))
        {
            _currentState = newState;
            _currentState.OnEnter();
        }
        else
        {
            Debug.LogError($"State {typeof(T)} not registered!");
        }
    }

    // Unity 生命周期方法
    private void Update()
    {
        _currentState?.OnUpdate();
    }

    private void FixedUpdate()
    {
        _currentState?.OnFixedUpdate();
    }
}

3. 具体状态实现（Concrete States）

定义具体的状态类，例如 IdleState、MoveState：

IdleState.cs

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public class IdleState : State
{
    public override void OnEnter()
    {
        Debug.Log("Enter Idle State");
        // 播放待机动画、重置计时器等
    }

    public override void OnUpdate()
    {
        // 检测输入或其他条件，切换到移动状态
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))
        {
            // 通过状态管理器切换状态
            GetComponent<StateMachine>().SwitchTo<MoveState>();
        }
    }

    public override void OnExit()
    {
        Debug.Log("Exit Idle State");
    }
}

MoveState.cs

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public class MoveState : State
{
    public override void OnEnter()
    {
        Debug.Log("Enter Move State");
        // 播放移动动画、初始化移动参数
    }

    public override void OnUpdate()
    {
        // 处理移动逻辑
        float moveSpeed = 5f;
        float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float vertical = Input.GetAxis("Vertical");
        Vector3 movement = new Vector3(horizontal, 0, vertical) * moveSpeed * Time.deltaTime;
        transform.Translate(movement);

        // 检测停止条件
        if (Input.GetKeyUp(KeyCode.W))
        {
            GetComponent<StateMachine>().SwitchTo<IdleState>();
        }
    }
}

4. 在 Unity 中使用

将状态管理器挂载到游戏对象（如角色），并注册状态：

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public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    private StateMachine _stateMachine;

    private void Start()
    {
        _stateMachine = gameObject.AddComponent<StateMachine>();
        
        // 注册状态
        _stateMachine.RegisterState(new IdleState());
        _stateMachine.RegisterState(new MoveState());
        
        // 初始状态
        _stateMachine.SwitchTo<IdleState>();
    }
}

5. 高级扩展

状态间参数传递

通过 SwitchTo 方法传递参数：

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public void SwitchTo<T>(object parameters) where T : State
{
    // 在状态类的 OnEnter 中解析参数
}

// 在状态类中：
public override void OnEnter(object parameters)
{
    if (parameters is int intParam)
    {
        // 使用参数
    }
}

全局状态机

通过单例模式实现全局访问：

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public class GameStateMachine : MonoBehaviour
{
    public static GameStateMachine Instance { get; private set; }

    private void Awake()
    {
        if (Instance == null)
        {
            Instance = this;
            DontDestroyOnLoad(gameObject);
        }
        else
        {
            Destroy(gameObject);
        }
    }
}

状态转换条件

在状态类中定义转换逻辑：

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public class AttackState : State
{
    public override void OnUpdate()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            // 切换到防御状态
            GetComponent<StateMachine>().SwitchTo<DefendState>();
        }
    }
}

总结

通过状态模式实现状态管理器的优点：

解耦：每个状态的逻辑独立，便于维护。
可扩展：新增状态只需继承基类。
易调试：状态切换清晰可见。

此方案适用于角色控制、UI 流程、游戏全局状态（如暂停、菜单）等场景。