有限状态机/FSM（Finite State Machine）

有限状态机（Finite State Machine, FSM）是一种用于描述对象在不同状态之间转换的模型，广泛应用于游戏开发、嵌入式系统、协议设计等领域。FSM 通过预定义的状态和事件触发机制，控制对象的行为和响应。

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🧠 基本概念

概念	含义
状态（State）	对象在某一时刻的行为特征或行为模式
事件（Event/Trigger）	触发状态变化的外部或内部条件
转移（Transition）	状态之间的切换过程
动作（Action）	在进入某个状态或发生转移时执行的操作

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🔄 示例：游戏中的角色状态机

一个简单的角色 FSM 可能包含以下内容：

• 状态：

  • Idle（空闲）
  • Walking（行走）
  • Running（奔跑）
  • Jumping（跳跃）
  • Attacking（攻击）

• 事件：

  • KeyPress.W
  • KeyPress.Shift
  • KeyPress.Space
  • AttackButton

• 转移规则：

  • Idle + KeyPress.W → Walking
  • Walking + KeyPress.Shift → Running
  • Walking + KeyPress.Space → Jumping
  • Walking + AttackButton → Attacking

• 动作：

  • 进入 Walking 时播放行走动画
  • 进入 Jumping 时播放跳跃音效
  • 进入 Attacking 时触发伤害判定

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⚙️ FSM 的实现方式

1. 枚举 + 条件判断（简单实现）

ts

 

enum PlayerState { Idle, Walking, Running, Jumping, Attacking } let state = PlayerState.Idle; function onKeyPress(key: string) { if (state === PlayerState.Idle && key === 'W') { state = PlayerState.Walking; playWalkAnimation(); } }

2. 状态类 + 接口（面向对象实现）

ts

 

interface State { onEnter(): void; onExit(): void; onUpdate(deltaTime: number): void; } class IdleState implements State { onEnter() { console.log("进入空闲状态"); } onExit() {} onUpdate(dt) {} } class WalkingState implements State { onEnter() { playWalkAnimation(); } onExit() {} onUpdate(dt) {} } class FSM { private currentState: State; changeState(newState: State) { this.currentState.onExit(); this.currentState = newState; this.currentState.onEnter(); } update(dt: number) { this.currentState.onUpdate(dt); } }

3. 使用 FSM 库 / 引擎支持

很多游戏引擎（如 Unity、Cocos Creator、Godot）都提供了 FSM 插件或内置状态机系统，例如：

• Unity 的 Animator + StateMachine
• Cocos Creator 的 FSM 插件
• 自定义 FSM 工具库（如 XState）

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🎮 FSM 在游戏开发中的典型应用场景

场景	使用 FSM 的好处
玩家角色控制	明确状态切换逻辑，避免“if-else”地狱
敌人 AI 行为	定义巡逻、追击、攻击等状态及其转换条件
UI 状态管理	控制界面显示、隐藏、过渡动画等
游戏流程控制	如加载中、主菜单、游戏中、结算等全局状态
技能冷却系统	管理技能处于可用、冷却、激活等状态

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✅ FSM 设计建议

建议	说明
清晰划分状态边界	每个状态只负责单一职责，避免重叠
统一状态变更入口	提供统一的 changeState() 方法，便于调试和日志记录
支持异步状态切换	某些状态可能需要动画或网络请求完成后才切换
可视化配置工具	使用图形化编辑器定义状态和转移，提升可维护性
状态间解耦	避免状态直接调用其他状态的方法，通过事件通信

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🧩 将 FSM 应用于当前项目 GameManager.ts

你当前的游戏管理器可以引入 FSM 来管理以下状态：

状态定义：

ts

 

enum GameState { Idle, Coloring, Checking, Success, NextLevel, Victory, Fail }

状态行为示例：

ts

 

class ColoringState implements State { onEnter() { // 开始颜色调整逻辑 } onExit() { // 停止粒子效果 } } class SuccessState implements State { onEnter() { playSuccessEffect(); scheduleNextState(VictoryState, 3); } }

切换逻辑：

ts

 

if (tolerance < toleranceThreshold) { fsm.changeState(new SuccessState()); }

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📌 总结

特性	FSM 的优势
结构清晰	明确状态与转换逻辑
易于维护	新增状态只需扩展，不修改原有逻辑
可复用性强	可封装为通用模块供多个对象使用
便于调试	支持状态日志输出、可视化调试

如果你希望我帮助你将 GameManager.ts 中的状态逻辑重构为 FSM 模式，我可以进一步提供详细代码结构和实现方案。