英雄游戏（英雄互娱）曾在面试中询问我有关动画状态机的内容，我当时没有准备过这方面，紧张时说出了不太了解的回答，事后回想自己其实了解过相关内容，曾在设计角色时绑定骨骼后导入过一些动作来操控角色，当时还学习过如何平滑动作动画，进行状态机的切换，懊悔自己薄弱的即时表达能力，感觉很可惜。借此机会，我回顾了“动画状态机”，同时再阅读有关“设计模式”的书籍，通过递归式地学习，针对“状态模式”先做些笔记，发散出了“有限状态机”再是“行为树”等内容，所以将笔记拆分为几篇集中叙写，内容对象针对游戏角色(AI)。这几天我的确还是有点乏了，感觉自己学的写的没有正反馈，认识的朋友们大都找到合适的工作了，我水平真的不够吗，感觉入职之后再写博客会更有动力吧。。。

状态模式

“允许一个对象的行为随着内部状态的改变而改变，对象看起来好像是在修改自身类。”

有限状态机FSM

  • 拥有一组状态，并且可以在这组状态之间进行切换。
  • 状态机同一时刻只能处于一种状态。
  • 状态机会接收一组输入或者事件。
  • 每一个状态有一组转换，每一个转换都关联着一个输入并指向另一个状态。
    image.png

首先，有限状态机的每个状态可以用枚举 enum 列出来

1
2
3
4
5
publice enum State{
    Attack,
    Jump,
    Move,
}

然后在角色AI类中，简单可以通过switch case来实现条件判断和状态转换，但存在一些缺点：

  1. 每增加一个状态，就需要在所有switch代码中添加对应代码。
  2. 所有与状态有关的对象和参数保存在一个类中，在被多个状态共享时容易产生混淆。
  3. 方法过于冗长，不易于调试。

所以需要使用状态模式。

状态模式

  • 角色类
  • 状态接口
    列举状态方法，切换具体状态。
  • 具体状态类
    继承自状态接口，设置在各状态下的行为。
    状态模式角色AI结构图
    状态模式将每个状态相关的行为封装到了相关类中，在增删改查时不会对原有架构造成较大影响，可以让人清楚了解单一状态执行时的环境，降低了维护成本。