Как реализовать машину состояний (FSM)

@EdwardGushchin · Регистрация: 02.08.2012

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Пишу игру. Реализовал простую машину состояний:

C#
1
2
3
4
5
6
7
public enum GameState{Preview, Menu, Game}
private static GameState state;
public static GameState State
{
    get{return state;}
    set{state = value;}
}

Но один знающий в этой области человек мне сказал:

Хорошая архитектура для FSM (finite state machine, то, что ты пытаешься реализовать) следующая. Заводишь базовый класс для стейта с тремя виртуальными методами OnEnter, Update, OnLeave. Потом наследуешься от них и прописываешь логику MenuState, GameState, LoadingState итд. Тогда у тебя логика раных состояний будет держаться отдельно и не будет перемешиваться
а проверки if (State == GameState.Game) {...} else if (State == GameState.Preview) {...} ... быстро станут кашей, неудобной для разработчика.

Попробовал:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
public class State
{
    public virtual void OnEnter()
    {
        /*...*/
    }
 
    public virtual void Update()
    {
        /*...*/
    }
 
    public virtual void OnLeave()
    {
        /*...*/
    }
}

Что дальше-то? Что нужно делать в этих трех методах, зачем наследовать этот класс? Есть ли уже готовые реализации FSM?

Добавлено через 5 часов 19 минут
Ладно, с этим я сам разобрался. Просто доработал старую машину состояний. Кому интересно, вот:

State.cs

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
public class State
{   
    public enum GameState{Preview, Menu, Loading, Game, Pause, Exit}
    private static GameState state;
    public static GameState ActiveState
    {
        get{return state;}
        set{state = value;}
    }
        
    public static void NextState()
    {
        switch (ActiveState) 
        {
            case State.GameState.Preview:
                ActiveState = GameState.Menu;
                break;
            case State.GameState.Menu:
                ActiveState = GameState.Loading;
                break;
            case State.GameState.Loading:
                ActiveState = GameState.Game;
                break;
            case State.GameState.Game:
                ActiveState = GameState.Exit;
                break;
            default:
                throw new Exception("Invalid value for GameState");
        }
    }
    
    public static void Pause()
    {
        ActiveState = GameState.Pause;
    }
    
    public static void Exit()
    {
        ActiveState = GameState.Exit;
    }
}

Kernel.cs (main.cs)

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
internal sealed class Kernel
{
    [STAThread]
    private static void Main(string[] args)
    {
        Application.EnableVisualStyles();
        Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
        Application.Run(new GameForm());
        Thread PipelineThread = new Thread(new ThreadStart(Pipeline));
        PipelineThread.Start();
    }
    
    private static void Pipeline()
    {
        bool pipeline = true;
        while (pipeline)
        {
            switch (State.ActiveState) 
            {
                case State.GameState.Preview:
                    //Загрузка превью ролика.
                    break;
                case State.GameState.Menu:
                    //Загрузка меню.
                    break;
                case State.GameState.Loading:
                    //Загрузка загрузки: LOL!
                    break;
                case State.GameState.Game:
                    //Загрузка игрыю
                    break;
                case State.GameState.Pause:
                    //Активирование паузы.
                    break;
                case State.GameState.Exit:
                    //Остановка цикла.
                    pipeline = false;
                    break;
                default:
                    throw new Exception("Invalid value for GameState");
            }
        }
    }
}

@I2um1 · 28.08.2012, 13:23

Паттерн состояние.

State

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
internal abstract class State
{
    protected readonly GameMachine GameMachine;
 
    protected State(GameMachine gameMachine)
    {
        GameMachine = gameMachine;
    }
 
    public abstract void OnEnter();
    public abstract void Update();
    public abstract void OnLeave();
}

Пример реализации одного из состояний

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
internal class MenuState : State
{
    public MenuState(GameMachine gameMachine) : base(gameMachine) {}
 
    public override void OnEnter()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
 
    public override void Update()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
 
    public override void OnLeave()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
}

Основной класс

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
public class GameMachine
{
    public GameMachine()
    {
        MenuState = new MenuState(this);
        GameState = new GameState(this);
        LoadingState = new LoadingState(this);
        CurrentState = MenuState;
    }
 
    internal State CurrentState { get; set; }
    internal State MenuState { get; set; }
    internal State GameState { get; set; }
    internal State LoadingState { get; set; }
 
    /* Методы класса */
}

Для перехода из одного состояния в другое необходимо в первом, в нужном методе, написать строку вида:

C#
1
GameMachine.CurrentState = GameMachine./* Нужное имя */State;

А основная идея заключается в избавлении от switch.

Можно еще так извратиться, смотря на то, чего необходимо добиться

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
interface IState
{
    void OnEnter();
    void Update();
    void OnLeave();
}
 
internal class MenuState : IState
{
    private readonly GameMachine gameMachine;
 
    public MenuState(GameMachine gameMachine)
    {
        this.gameMachine = gameMachine;
    }
 
    public void OnEnter()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
 
    public void Update()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
 
    public void OnLeave()
    {
        /* Необходимая логика для MenuState */
    }
}
 
public class GameMachine : IState
{
    public GameMachine()
    {
        MenuState = new MenuState(this);
        GameState = new GameState(this);
        LoadingState = new LoadingState(this);
        CurrentState = MenuState;
    }
 
    internal IState CurrentState { get; set; }
    internal IState MenuState { get; set; }
    internal IState GameState { get; set; }
    internal IState LoadingState { get; set; }
 
    public void OnEnter()
    {
        CurrentState.OnEnter();
    }
 
    public void Update()
    {
        CurrentState.Update();
    }
 
    public void OnLeave()
    {
        CurrentState.OnLeave();
    }
}

Добавлено через 10 минут
Хотя кому как больше нравиться.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Access VikBal 11.12.2025 Помогите пожалуйста !! Как объединить 2 одинаковые БД Access с разными данными.	Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .
Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .	Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .	Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .	Создание Single Page Application на фреймах krapotkin 16.11.2025 Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .	Фото: Daniel Greenwood kumehtar 13.11.2025