适合中小型项目
🎮 从零实现一个轻量级 FSM 状态机：让 Unity 角色行为更清晰
在游戏开发中，角色往往需要在“待机”、“奔跑”、“跳跃”、“攻击”等状态间切换。如果用大量
if-else或switch来管理，代码很快会变得混乱难维护。
本文将带你基于接口与泛型，实现一个轻量、类型安全、易于扩展的有限状态机（FSM）系统，并完整演示如何用它控制 Unity 玩家的行为与动画。
🔧 一、为什么需要 FSM？
想象一个简单的玩家逻辑：
void Update()
{if (isIdle) { /* 待机逻辑 */ }else if (isRunning) { /* 奔跑逻辑 */ }else if (isJumping) { /* 跳跃逻辑 */ }if (Input.GetButtonDown("Jump") && isGrounded && !isJumping)StartJump();
}
问题很明显：
- 逻辑耦合：所有状态挤在一个脚本里；
- 难以扩展：加个“滑铲”状态？代码更乱；
- 生命周期模糊：何时初始化？何时清理？
而 FSM（Finite State Machine） 的核心思想是：
每个状态是一个独立对象，只关心自己的进入、退出和更新逻辑。状态切换由统一的状态机调度。
📦 二、FSM 核心组件设计
我们只需要两个核心文件，就能搭建一个通用 FSM 框架。
1. 状态接口：IFSMState.cs
public interface IFSMState
{void Enter(); // 进入状态（一次）void Exit(); // 离开状态（一次）void LogicalUpdate(); // 每帧更新
}
✅ 定义了所有状态必须遵守的“合同”。
2. 通用状态机：FSM.cs
using System.Collections.Generic;/// <summary> /// 有限状态机（FSM）泛型实现类 /// 用于管理状态的切换、更新和状态间的流转 /// </summary> /// <typeparam name="T">状态类型，必须实现IFSMState接口</typeparam> public class FSM<T> where T : IFSMState {/// <summary>/// 状态注册表，存储所有已注册的状态实例/// Key：状态类型（Type），Value：状态实例（T）/// </summary>public Dictionary<System.Type, T> StateTable { get; protected set; }/// <summary>/// 上一个激活的状态（只读）/// 用于状态回退等场景/// </summary>public T PrevState { get; protected set; }/// <summary>/// 当前激活的状态（受保护，仅内部或子类可直接修改）/// </summary>protected T curState;/// <summary>/// 有限状态机构造函数/// 初始化状态表和状态变量/// </summary>public FSM(){// 初始化状态字典StateTable = new Dictionary<System.Type, T>();// 初始化当前状态和上一状态为默认值（null）curState = PrevState = default;}/// <summary>/// 向状态机注册状态/// </summary>/// <param name="state">要注册的状态实例</param>public void AddState(T state){// 以状态类型为键，将状态实例存入注册表 StateTable.Add(state.GetType(), state);}/// <summary>/// 启动状态机并进入指定初始状态（直接传入状态实例）/// </summary>/// <param name="startState">初始状态实例</param>public void SwitchOn(T startState){// 设置当前状态为初始状态curState = startState;// 执行状态进入逻辑 curState.Enter();}/// <summary>/// 启动状态机并进入指定初始状态（通过状态类型）/// 需确保该状态已通过AddState注册/// </summary>/// <param name="startState">初始状态的Type类型</param>public void SwitchOn(System.Type startState){// 从状态表中获取对应类型的状态实例curState = StateTable[startState];// 执行状态进入逻辑 curState.Enter();}/// <summary>/// 切换到指定的下一个状态（直接传入状态实例）/// 会先执行当前状态的退出逻辑，再执行新状态的进入逻辑/// </summary>/// <param name="nextState">要切换到的目标状态实例</param>public void ChangeState(T nextState){// 记录当前状态为上一状态PrevState = curState;// 执行当前状态的退出逻辑 curState.Exit();// 更新当前状态为目标状态curState = nextState;// 执行目标状态的进入逻辑 curState.Enter();}/// <summary>/// 切换到指定的下一个状态（通过状态类型）/// 需确保该状态已通过AddState注册/// </summary>/// <param name="nextState">要切换到的目标状态Type类型</param>public void ChangeState(System.Type nextState){// 记录当前状态为上一状态PrevState = curState;// 执行当前状态的退出逻辑 curState.Exit();// 从状态表中获取目标状态实例并更新当前状态curState = StateTable[nextState];// 执行目标状态的进入逻辑 curState.Enter();}/// <summary>/// 回退到上一个状态/// 若上一状态为null（无历史状态），则不执行任何操作/// </summary>public void RevertToPrevState(){// 检查上一状态是否有效if (PrevState != null){// 切换回上一状态 ChangeState(PrevState);}}/// <summary>/// 状态机逻辑更新方法/// 需在每一帧调用，执行当前状态的逻辑更新/// </summary>public void OnUpdate(){// 执行当前状态的逻辑更新 curState.LogicalUpdate();} }
✅ 泛型设计确保类型安全；自动管理状态生命周期。
🎮 三、实战：用 FSM 控制 Unity 玩家
步骤 1：创建玩家状态基类
// PlayerState.cs
public abstract class PlayerState : IFSMState
{protected PlayerController player;public PlayerState(PlayerController p) => player = p;public abstract void Enter();public abstract void Exit();public abstract void LogicalUpdate();
}
步骤 2：实现具体状态
待机状态
public class IdleState : PlayerState
{public IdleState(PlayerController p) : base(p) { }public override void Enter(){player.animator.Play("Idle"); // 👈 动画在这里切换！}public override void LogicalUpdate(){if (Mathf.Abs(player.inputHorizontal) > 0.1f)player.fsm.ChangeState(new RunState(player));}public override void Exit() { }
}
奔跑状态
public class RunState : PlayerState
{public RunState(PlayerController p) : base(p) { }public override void Enter(){player.animator.Play("Run");}public override void LogicalUpdate(){player.transform.Translate(Vector3.right * player.moveSpeed * Time.deltaTime * player.inputHorizontal);if (Mathf.Abs(player.inputHorizontal) <= 0.1f)player.fsm.ChangeState(new IdleState(player));}public override void Exit() { }
}
💡 关键点：动画切换写在
Enter()中，确保每次进入状态时播放正确动画。
步骤 3：特化玩家状态机
// PlayerFSM.cs
public class PlayerFSM : FSM<PlayerState>
{public PlayerState CurState => curState; // 安全暴露当前状态
}
步骤 4：挂载到 Unity GameObject
// PlayerController.cs
public class PlayerController : MonoBehaviour
{public Animator animator;public float moveSpeed = 5f;public float inputHorizontal { get; private set; }public PlayerFSM fsm;void Start(){fsm = new PlayerFSM();// 创建并注册状态（每个状态只实例化一次！）var idle = new IdleState(this);var run = new RunState(this);fsm.AddState(idle);fsm.AddState(run);fsm.SwitchOn(idle); // 启动状态机}void Update(){inputHorizontal = Input.GetAxisRaw("Horizontal");fsm.OnUpdate(); // 驱动状态更新}
}
🔗 四、各脚本关系图
PlayerController (MonoBehaviour)│└── 拥有 → PlayerFSM : FSM<PlayerState>│├── 管理 → IdleState : PlayerState└── 管理 → RunState : PlayerState│└── 通过 player 引用操作 Animator/Transform
- 状态机不包含逻辑，只负责调度；
- 状态类不控制切换，只负责行为；
- 动画、物理、输入全部由状态类通过
PlayerController访问。
✅ 五、优势总结
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 高内聚低耦合 | 每个状态逻辑独立，修改互不影响 |
| 类型安全 | 泛型约束防止状态混用（玩家状态不会误加到敌人机） |
| 易于扩展 | 新增状态只需继承 PlayerState 并注册 |
| 生命周期清晰 | Enter/Exit/Update 分离，避免资源泄漏 |
| 表现与逻辑分离 | 动画切换由状态控制，但 FSM 本身不依赖 Unity |
🚀 六、后续可扩展方向
- 支持 带参数的 Enter/Exit（如传递伤害值）；
- 实现 状态过渡表（数据驱动允许哪些状态能互相切换）；
- 加入 协程支持（用于等待动画结束再切换）；
- 构建 分层状态机（HFSM）（如“移动”下包含“走路/跑步”）。
💬 结语
这个轻量 FSM 系统仅需 200 行左右核心代码，却能极大提升角色行为系统的可维护性。它不依赖 Unity 特性，也可用于服务器逻辑、UI 状态管理等场景。
好的架构不是一开始就复杂，而是让复杂的事情变得简单。
如果你觉得有用，欢迎点赞、收藏或分享！也欢迎在评论区讨论你的 FSM 实践经验 😊
附：完整项目结构建议
Scripts/
├── FSM/
│ ├── IFSMState.cs
│ └── FSM.cs
├── Player/
│ ├── PlayerController.cs
│ ├── PlayerFSM.cs
│ ├── States/
│ │ ├── PlayerState.cs
│ │ ├── IdleState.cs
│ │ └── RunState.cs
希望这篇博客对你有帮助！如需 GitHub 示例工程或视频讲解，也可以告诉我～