用了状态模式，程序中复杂的状态转换瞬间清晰了

引言 

        我们在游戏开发中常常遇到不同游戏状态之间的切换，如果我们刚刚入门游戏编程的话，很自然的会用一堆条件判断语句暴力解决。如果我们的游戏状态不多，也不复杂，这样当然可以完成任务。但是如果我们的游戏状态复杂，并且后续会不断扩展新的状态，这时你会发现自己掉入了一堆像毛线团一样的代码泥淖中。每增加一种新的状态，或者对原来的状态进行修改，你都有可能对所有的状态处理代码进行修改，一不留神就会造成很多bug，让代码的后续维护工作苦不堪言。

        当然我们可以对游戏的不同状态进行划分，然后用switch...case进行解决。每个状态就是一个分支，针对每一种状态的处理都在同一个分支下进行，这样可以避免我们陷入繁杂的条件语句判断中。但是当我们修改或新增加状态时有可能对多处进行修改。真正好的方案是把各个状态相关的数据和方法进行封装。这就引出了我们要说的状态模式。

定义

        允许对象在内部状态改变时改变自身的行为，对象看起来好像在修改自身类。

类图

 说明

Context(状态拥有者)

1. 是一个具有“状态”属性的类，可以制定相关的接口，让外界能够得知状态的改变或通过操作让状态改变。
2. 有状态属性的类，例如：游戏角色有潜行、攻击、施法等状态；好友上线、脱机、忙碌等状态；GoF使用TCP联网为例，有已连接、等待连接、断线等状态。这些类中会有一个ConcreteState[X]子类的对象为其成员，用来代表当前的状态。

State(状态接口类)

1. 制定状态的接口，负责规范Context(状态拥有者)在特定状态下要表现的行为。

ConcreteState(具体状态类)

1. 继承自State(状态接口类)。
2. 实现Context(状态拥有者)在特定状态下该有的行为。例如，实现角色在潜行状态时该有的行动变缓、3D模型变半透明、不能被敌方角色察觉等行为。

实例讲解

假设我们正在制作一个跑酷游戏，针对游戏角色有3中操作：

1.按下W键玩家会跳跃   2.按下A,D键玩家向左或向右   3.在跳跃时按下S键会俯冲

针对不同的操作，我们可以把玩家所处状态分成4中状态：

1.站立状态   2.跳跃状态   3.走动状态   4.俯冲状态

下面时使用CocosCreator模拟实现4种状态，以及根据不同操作进行对应的状态切换的代码

export interface HeroState {
    enter(hero: Hero, input?: KeyCode);
    handleInput(hero: Hero, input: KeyCode);
    update();
}

// 站立状态
export class StandingState implements HeroState {
    enter(hero: Hero, input?: KeyCode) {
        hero.label.string = "站立";
    }

    handleInput(hero: Hero, input: KeyCode) {
        if (input == KeyCode.KEY_W) { // 按下W键进入跳跃状态
            hero.curState = hero.jumpingState;
            hero.curState.enter(hero);
        } else if (input == KeyCode.KEY_A || input == KeyCode.KEY_D) { // 按下A或D键进入走动状态，分别代表向左向右
            hero.curState = hero.runningState;
            hero.curState.enter(hero, input);
        }
    }

    update() {

    }
}

// 行走状态
export class RunningState implements HeroState {
    enter(hero: Hero, input?: KeyCode) {
        // 模拟向左，向右行走
        if (input == KeyCode.KEY_A) {
            hero.label.string = "向左走";
            let pos = hero.node.position;
            tween(hero.node).to(0.5, {position: new Vec3(pos.x - 10, pos.y, pos.z)})
                            .start()
        } else if (input == KeyCode.KEY_B) {
            let pos = hero.node.position;
            tween(hero.node).to(0.5, {position: new Vec3(pos.x + 10, pos.y, pos.z)})
                            .start()
            hero.label.string = "向右走";
        }
    }

    handleInput(hero: Hero, input: KeyCode) {
        if (input == KeyCode.KEY_W) { // 行走状态时可以按下W键进入跳跃状态
            hero.curState = hero.jumpingState;
            hero.curState.enter(hero);
        } else if (input == KeyCode.KEY_A || input == KeyCode.KEY_D) { // 行走状态的延续处理
            hero.curState.enter(hero, input);
        }
    }

    update() {

    }
}

// 跳跃状态
export class JumpState implements HeroState {
    enter(hero: Hero, input?: KeyCode) {
        // 模拟跳跃动作，向上移动50个像素
        hero.label.string = "跳跃";
        let pos = hero.node.position;
        tween(hero.node).to(0.5, {position: new Vec3(pos.x, pos.y + 50, pos.z)})
                        .to(0.5, {position: new Vec3(pos.x, pos.y - 50, pos.z)})
                        .call(() => {
                            hero.curState = hero.standingState;
                            hero.curState.enter(hero);
                        })
                        .start()
    }

    handleInput(hero: Hero, input: KeyCode) {
        if (input == KeyCode.KEY_S) { // // 跳跃状态时按下S键进入俯冲状态
            hero.curState = hero.divingState;
            hero.curState.enter(hero);
        }
    }
    
    update() {

    }
}

// 俯冲攻击
export class DivingState implements HeroState {
    enter(hero: Hero, input?: KeyCode) {
        // 模拟俯冲动作，向前下方移动
        hero.label.string = "俯冲";
        let pos = hero.node.position;
        tween(hero.node).to(1.0, {position: new Vec3(pos.x + 20, -320, pos.z)})
                        .call(() => {
                            // 俯冲动作完成我们要回到站立状态
                            hero.curState = hero.standingState;
                            hero.curState.enter(hero);
                        })
                        .start()
    }

    handleInput(hero: Hero, input: KeyCode) {

    }
    
    update() {

    }
}

在Hero对象初始化时，我们实例化所有的状态对象

@ccclass('Hero')
export class Hero extends Component {
    public curState: HeroState;
    public label: Label;

    public standingState: HeroState; // 站立状态
    public runningState: HeroState;  // 走动状态
    public jumpingState: HeroState;  // 跳跃状态
    public divingState: HeroState;   // 俯冲状态

    onLoad () {
        this.label = this.node.getChildByName("label").getComponent(Label);
        systemEvent.on(SystemEvent.EventType.KEY_DOWN, this.handleInput, this);
        // 状态初始化
        this.standingState = new StandingState();
        this.runningState = new RunningState();
        this.jumpingState = new JumpState();
        this.divingState = new DivingState();
        this.curState = this.standingState;
    }

    onDestroy () {
        systemEvent.off(SystemEvent.EventType.KEY_DOWN, this.handleInput, this);
    }

    handleInput (event: EventKeyboard) {
        // 把键盘事件交给当前所指向的状态实例进行处理
        this.curState.handleInput(this, event.keyCode)
    }
}

这种方式适合状态不多的情况，如果游戏中有多个玩家，那么这种方式就不合适。此时我们可以在状态切换时动态的创建状态对象，在当前状态赋值新的状态对象之前移除老的状态对象即可。

参考:State · Design Patterns Revisited · Game Programming Patterns