探秘Unity游戲開發(fā)中的狀態(tài)設(shè)計(jì)模式

更新時(shí)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(shè)計(jì)模式，狀態(tài)模式是Unity游戲開發(fā)中常用的一種設(shè)計(jì)模式，可以幫助開發(fā)者更好地管理游戲?qū)ο鬆顟B(tài)，提高游戲的可維護(hù)性和可擴(kuò)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(gè)對(duì)象的行為隨著內(nèi)部狀態(tài)的改變而改變，而該對(duì)象也想換了類一樣。

二、實(shí)現(xiàn)范例

結(jié)構(gòu)圖：

Context（狀態(tài)擁有者）

  /// <summary>
    /// Describe：狀態(tài)擁有者
    /// Note：是一個(gè)具有“狀態(tài)”屬性的類，可以制定相關(guān)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(jī)、忙碌等狀態(tài)；
    /// GoF使用TCP聯(lián)網(wǎng)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(fù)責(zé)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(shí)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(shí)現(xiàn)游戲場景的轉(zhuǎn)換

場景結(jié)構(gòu)示意圖：

ISceneState 場景類接口

  /// <summary>
    /// Describe：場景類接口
    /// Note：定義場景轉(zhuǎn)換和執(zhí)行時(shí)需要調(diào)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(jié)束
        public virtual void StateEnd() { }
        //更新
        public virtual void StateUpdate() { }
        //結(jié)束
        public override string ToString() 
        {
            return $"[I_SceneState: StateName={StateName}]";
        }
    }

三個(gè)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(jìn)行游戲數(shù)據(jù)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(jié)束
        public override void StateEnd() 
        {
        }
        //更新
        public override void StateUpdate() 
        {
            //輸入
            InputProcess();
            //游戲邏輯
            //游戲是否結(jié)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(dāng)前游戲場景狀態(tài)，并作為與GameLoop類互動(dòng)的接口，
    /// 除此以外，也是U3D場景轉(zhuǎn)換的地方。
    /// </summary>
    public class SceneStateController
    {
        private ISceneState m_State;
        private bool m_bRunBegin = false;
        public SceneStateController() { }
        //設(shè)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(gè)State結(jié)束
            if (m_State != null)
                m_State.StateEnd();
            //設(shè)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(shí)
        }
        //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(diào)用更新操作
    /// </summary>
    public class GameLoop:MonoBehaviour
    {
        //場景狀態(tài)
        SceneStateController sceneStateController = new SceneStateController();
       void Awake()
        {
            // 轉(zhuǎn)換場景不會(huì)被刪除
            GameObject.DontDestroyOnLoad(gameObject);
            //隨機(jī)數(shù)種子
            Random.seed = (int)System.DateTime.Now.Ticks;
        }
        private void Start()
        {
            //設(shè)置起始場景
            sceneStateController.SetState(new StartState(sceneStateController), "");
        }
        private void Update()
        {
            sceneStateController.StateUpdate();
        }
    }