探秘Unity游戲開發(fā)中的狀態(tài)設計模式
更新時間：2023年05月06日 10:20:41 作者：iukam
這篇文章主要介紹了探秘Unity游戲開發(fā)中的狀態(tài)設計模式，狀態(tài)模式是Unity游戲開發(fā)中常用的一種設計模式，可以幫助開發(fā)者更好地管理游戲對象狀態(tài)，提高游戲的可維護性和可擴展性
一、狀態(tài)模式定義
狀態(tài)模式（state）在GoF中的解釋：
讓一個對象的行為隨著內部狀態(tài)的改變而改變，而該對象也想換了類一樣。
二、實現(xiàn)范例
結構圖：
Context（狀態(tài)擁有者）
/// <summary>
/// Describe：狀態(tài)擁有者
/// Note：是一個具有“狀態(tài)”屬性的類，可以制定相關的接口，讓外界能夠得知狀態(tài)的改變或通過操作讓狀態(tài)改變。
/// 比如：游戲角色有潛行，攻擊、施法等狀態(tài)；好友上線，脫機、忙碌等狀態(tài)；
/// GoF使用TCP聯(lián)網為例，有已連接、等待連接、短線等狀態(tài)；
/// </summary>
public class Context
{
State state = null;
public void Request(int Value)
{
state.Handle(Value);
}
public void SetState(State state)
{
this.state = state;
}
}State（狀態(tài)接口類）
/// <summary>
/// Describe：狀態(tài)接口類
/// Note：指定狀態(tài)的接口，負責規(guī)范Context（狀態(tài)擁有者）在特定狀態(tài)下要表現(xiàn)的行為。
/// </summary>
public abstract class State
{
protected Context m_Context = null;
public State(Context context)
{
m_Context = context;
}
public abstract void Handle(int Value);
}ConcreteState（具體狀態(tài)類）
/*
Describe：具體狀態(tài)類
Note：
1、繼承自State（狀態(tài)接口類）
2、實現(xiàn)Context（狀態(tài)擁有者）在特定狀態(tài)下該有的行為。
*/
//狀態(tài)A
public class ConcreteStateA : State
{
public ConcreteStateA(Context context) : base(context)
{ }
public override void Handle(int Value)
{
if (Value>10)
{
m_Context.SetState(new ConcreteStateB(m_Context));
}
}
}
//狀態(tài)A
public class ConcreteStateB : State
{
public ConcreteStateB(Context context) : base(context)
{ }
public override void Handle(int Value)
{
if (Value > 10)
{
m_Context.SetState(new ConcreteStateC(m_Context));
}
}
}
//狀態(tài)A
public class ConcreteStateC : State
{
public ConcreteStateC(Context context) : base(context)
{ }
public override void Handle(int Value)
{
if (Value > 10)
{
m_Context.SetState(new ConcreteStateA(m_Context));
}
}
}三、使用狀態(tài)模式(state)實現(xiàn)游戲場景的轉換
場景結構示意圖：
ISceneState 場景類接口
/// <summary>
/// Describe：場景類接口
/// Note：定義場景轉換和執(zhí)行時需要調用的方法。
/// </summary>
public class ISceneState
{
//狀態(tài)名稱
private string m_StateName = "ISceneState";
public string StateName
{
get => m_StateName;
set => m_StateName = value;
}
//控制者
protected SceneStateController m_Controller = null;
//建造者
public ISceneState(SceneStateController controller)
{
m_Controller = controller;
}
//開始
public virtual void StateBegin() { }
//結束
public virtual void StateEnd() { }
//更新
public virtual void StateUpdate() { }
//結束
public override string ToString()
{
return $"[I_SceneState: StateName={StateName}]";
}
}三個可切換場景（主畫面場景，主畫面場景，戰(zhàn)斗場景）
主畫面場景
/// <summary>
/// Describe：開始場景
/// </summary>
public class StartState : ISceneState
{
public StartState(SceneStateController controller) : base(controller)
{
this.StateName="StartState";
}
//開始
public override void StateBegin()
{
//可在此進行游戲數據加載和初始化
}
//更新
public override void StateUpdate()
{
//更換為
m_Controller.SetState(new MainMenuState(m_Controller), "MainMenuScene");
}
}主畫面場景
/// <summary>
/// Author：maki
/// Time：2021-12-2
/// Describe：主畫面場景
/// </summary>
public class MainMenuState:ISceneState
{
private Button tmpBtn;
public MainMenuState(SceneStateController controller) : base(controller)
{
this.StateName = "MainMenuState";
}
//開始
public override void StateBegin()
{
//獲取開始按鈕
// tmpBtn=UITool.GetUIComponent<Button>("StartGameBtn");
tmpBtn?.onClick.AddListener(()=>OnStartGameBtnClick(tmpBtn));
}
//開始游戲
private void OnStartGameBtnClick(Button tmpBtn)
{
m_Controller.SetState(new BattleState(m_Controller), "BattleScene");
}
}戰(zhàn)斗場景
/// <summary>
/// Author：maki
/// Time：2021-12-2
/// Describe：戰(zhàn)斗場景
/// </summary>
public class BattleState:ISceneState
{
public BattleState(SceneStateController controller) : base(controller)
{
this.StateName = "BattleState";
}
//開始
public override void StateBegin()
{
}
//結束
public override void StateEnd()
{
}
//更新
public override void StateUpdate()
{
//輸入
InputProcess();
//游戲邏輯
//游戲是否結束
m_Controller.SetState(new MainMenuState(m_Controller), "MainMenuState");
}
//輸入
private void InputProcess()
{
//玩家輸入判斷程序代碼。。。
}
}SceneStateController-場景狀態(tài)控制者
/// <summary>
/// Author：maki
/// Time：2021-12-2
/// Describe：場景狀態(tài)的擁有者（Context），保持當前游戲場景狀態(tài)，并作為與GameLoop類互動的接口，
/// 除此以外，也是U3D場景轉換的地方。
/// </summary>
public class SceneStateController
{
private ISceneState m_State;
private bool m_bRunBegin = false;
public SceneStateController() { }
//設置狀態(tài)
public void SetState(ISceneState state, string loadSceneName)
{
m_bRunBegin = false;
//載入場景
LoadScene(loadSceneName);
//通知前一個State結束
if (m_State != null)
m_State.StateEnd();
//設置
m_State = state;
}
//載入場景
private void LoadScene(string loadSceneName)
{
if (string.IsNullOrEmpty(loadSceneName))
{
return;
}
SceneManager.LoadScene(loadSceneName);
// Application.LoadLevel(loadSceneName); 過時
}
//更新
public void StateUpdate()
{
//通知新的State開始
if (m_State != null && m_bRunBegin == false)
{
m_State.StateBegin();
m_bRunBegin = true;
}
if (m_State != null)
{
m_State.StateUpdate();
}
}
}GameLoop-游戲主循環(huán)類
/// <summary>
/// Author：maki
/// Time：2021-12-2
/// Describe：游戲主循環(huán)類
/// Note：包含初始化游戲和定期調用更新操作
/// </summary>
public class GameLoop:MonoBehaviour
{
//場景狀態(tài)
SceneStateController sceneStateController = new SceneStateController();
void Awake()
{
// 轉換場景不會被刪除
GameObject.DontDestroyOnLoad(gameObject);
//隨機數種子
Random.seed = (int)System.DateTime.Now.Ticks;
}
private void Start()
{
//設置起始場景
sceneStateController.SetState(new StartState(sceneStateController), "");
}
private void Update()
{
sceneStateController.StateUpdate();
}
}四、使用狀態(tài)模式的優(yōu)點
優(yōu)點
- 減少錯誤的發(fā)生并降低維護難度；
- 狀態(tài)執(zhí)行環(huán)境單一化；
- 項目之間可以共享場景；
具體來說，使用狀態(tài)模式可以清楚地了解某個場景狀態(tài)執(zhí)行時所需要配合使用的類對象，并且減少因新增狀態(tài)而需要大量修改現(xiàn)有程序代碼的維護成本。
缺點
在應用有大量狀態(tài)的系統(tǒng)時，會遇到“產生過多狀態(tài)類”的情況，此時會伴隨著類爆炸的問題。
到此這篇關于探秘Unity游戲開發(fā)中的狀態(tài)設計模式的文章就介紹到這了,更多相關Unity狀態(tài)模式內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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