Godot 状态机教程：用 GDScript 实现简单 FSM (Godot 4)

在游戏开发中，我们经常会遇到角色的行为逻辑变得越来越复杂。一开始你可能只有“站立”和“行走”，用几个 if-else 就能搞定。但当你加入了“跳跃”、“攻击”、“受伤硬直”后，你的代码可能会充斥着 is_jumping、is_attacking 这样的布尔变量，最终变成难以维护的“意大利面条代码”。

为了解决这个问题，我们需要引入有限状态机 (Finite State Machine, FSM)。在这篇 Godot GDScript 学习笔记中，我将分享如何编写一个清晰、可复用的Godot 状态机框架。

什么是有限状态机 (FSM)？

简单来说，状态机就是把角色的每一个动作（如：待机、跑、跳）看作一个独立的状态 (State)。在任何时刻，角色只能处于一种状态中。当特定条件满足时（比如按下了空格键），角色会从“待机状态”切换到“跳跃状态”。

这样做的好处是：每个状态只负责自己的逻辑，互不干扰。

Godot 状态机核心代码实现

我们在 Godot 4.0 中实现状态机，通常采用“节点式”设计。我们需要两个核心脚本：一个状态基类 (Base State) 和一个状态管理器 (State Machine)。

1. 定义状态基类 (State.gd)

首先，我们创建一个 State.gd，所有的具体状态（如 Idle, Run）都将继承这个类。

GDScript

class_name State
extends Node

# 保存对角色（Player）的引用，以便控制移动等
var player: CharacterBody2D

# 当进入该状态时触发（类似 _ready）
func enter() -> void:
    pass

# 当退出该状态时触发（用于清理）
func exit() -> void:
    pass

# 对应 _process
func update(_delta: float) -> void:
    pass

# 对应 _physics_process
func physics_update(_delta: float) -> void:
    pass

2. 构建状态管理器 (StateMachine.gd)

接下来是核心的大脑。创建一个 StateMachine.gd，把它挂载到 Player 节点下的一个子节点上。

GDScript

class_name StateMachine
extends Node

# 在编辑器中指定初始状态
@export var initial_state: State

# 记录当前状态
var current_state: State

# 存储所有状态节点的字典
var states: Dictionary = {}

func _ready():
    # 等待父节点（Player）就绪
    await owner.ready
    
    # 遍历所有子节点，如果它是 State 类型，就初始化它
    for child in get_children():
        if child is State:
            states[child.name.to_lower()] = child
            # 将父节点（Player）传递给状态，方便状态控制角色
            child.player = owner 
    
    # 启动初始状态
    if initial_state:
        initial_state.enter()
        current_state = initial_state

func _process(delta):
    if current_state:
        current_state.update(delta)

func _physics_process(delta):
    if current_state:
        current_state.physics_update(delta)

# 状态切换的核心函数
func transition_to(key: String):
    # 如果目标状态不存在，直接返回
    if not states.has(key.to_lower()):
        return
    
    var new_state = states[key.to_lower()]
    
    # 1. 退出旧状态
    if current_state:
        current_state.exit()
    
    # 2. 切换新状态
    current_state = new_state
    
    # 3. 进入新状态
    current_state.enter()

3. 实战：创建一个“待机”状态 (PlayerIdle.gd)

现在架构搭好了，我们来写一个具体的逻辑。创建一个继承自 State 的脚本 PlayerIdle.gd。

GDScript

extends State

func enter():
    # 当进入待机状态时，播放待机动画，并将速度归零
    player.velocity = Vector2.ZERO
    player.animation_player.play("idle")

func physics_update(_delta: float):
    # 落地重力逻辑（如果有的话）在此处处理
    
    # 检测输入，如果按下移动键，切换到 Run 状态
    if Input.get_axis("ui_left", "ui_right"):
        # 注意：这里的 "Run" 必须对应节点树里的节点名
        get_parent().transition_to("Run")
        
    # 检测输入，如果按下跳跃键，切换到 Jump 状态
    if Input.is_action_just_pressed("ui_accept"):
        get_parent().transition_to("Jump")