Unity | 유한상태머신(FSM, Finite State Machine)과 상태패턴(State Pattern)

1. 상태 머신(FSM)이란 무엇인가?

• 유한 상태 머신(Finite State Machine, FSM)은 객체가 가질 수 있는 상태(State)를 한정하고, 특정 조건에 따라 다른 상태로 전이(Transition)하는 설계 방식.
• 플레이어의 AI, 캐릭터 컨트롤러, 복잡한 UI 시스템 등을 관리할 때 필수적으로 쓰임. 핵심은 "객체는 한 번에 오직 하나의 상태만 가질 수 있다"는 점. 예를 들어, 캐릭터가 동시에 '점프'하면서 '사망' 상태일 수는 없는 것과 같음.

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2. 왜 상태 머신을 써야 하는가? 

단순하게 코드를 짜면 Update() 함수 내부에 수많은 if-else나 switch문이 들어가게 됨. 상태가 3개일 땐 괜찮지만, 10개가 넘어가면 코드가 스파게티처럼 꼬여서 수정하기가 매우 힘들어짐.

• 가독성 향상: 각 상태의 로직이 별도의 클래스나 메서드로 분리됨.
• 유지보수 용이: 새로운 상태(예: 비행, 수영)를 추가할 때 기존 상태의 코드를 건드릴 필요가 없음 (개방-폐쇄 원칙 준수).
• 디버깅 효율: 현재 객체가 어떤 상태인지 명확히 추적할 수 있어 에러 잡기가 쉬움.

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3. 상태 패턴(State Pattern)

상태 패턴은 상태 머신을 구현할 때 "상태를 별도의 클래스로 캡슐화"하는 방식.

• SOLID 원칙의 정수: 각 상태가 클래스로 분리되므로 단일 책임 원칙(SRP)을 지키고, 새로운 상태 추가가 쉬워 개방-폐쇄 원칙(OCP)을 만족함.
• 구조: IState 인터페이스를 만들고, IdleState, MoveState 클래스가 이를 상속받아 자기 로직만 실행함.

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4. 차이점 비교 

구분	상태 머신 (State Machine)	상태 패턴 (State Pattern)
성격	추상적인 모델 / 동작 원리	구체적인 구현 코드 구조 / 디자인 패턴
범위	모든 상태 제어 로직을 통칭함	OOP에서 상태를 객체화하는 특정 기법
유니티 예시	Animator(Mecanim), Enum 기반 제어	C# 클래스로 분리된 State 클래스들
핵심 목표	상태 전환 로직 설계	코드의 유연성과 유지보수성 향상

 

 

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👩‍💻상태패턴 구현 

 

1.상태 인터페이스 정의 

public interface IState
{
    void Enter();         // 상태에 들어올 때 
    void Update();        // 매 프레임 실행될 로직
    void HandleInput();   // 입력 감지 및 상태 전환 조건 체크
    void Exit();          // 상태를 나갈 때 
}

 

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2.상태 머신 컨트롤러

public class StateMachine
{
    // 상태들을 저장할 딕셔너리
    private Dictionary<System.Type, IState> states = new Dictionary<System.Type, IState>();
    public IState CurrentState { get; private set; }

    // 상태 등록 (한 번만 생성해서 넣어둠)
    public void AddState(IState state)
    {
        states.Add(state.GetType(), state);
    }

    public void Initialize<T>() where T : IState
    {
        var type = typeof(T);
        if (states.ContainsKey(type))
        {
            CurrentState = states[type];
            CurrentState.Enter();
        }
    }

    public void ChangeState<T>() where T : IState
    {
        CurrentState.Exit();
        CurrentState = states[typeof(T)];
        CurrentState.Enter();
    }
}

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3.구체적인 상태 구현 

public class IdleState : IState //대기상태
{
    private Player player;

    public IdleState(Player player) => this.player = player;

    public void Enter() =>Debug.Log("대기상태");
    
    public void HandleInput()
    {
        // 이동 입력이 들어오면 MoveState로 전환
        if (player.MoveInput != 0)
            player.StateMachine.ChangeState<MoveState>();
    }

    public void Update() { / 가만히 있을 때의 로직 / }
    public void Exit() { }
}

public class MoveState : IState //이동상태
{
    private Player player;

    public MoveState(Player player) => this.player = player;

    public void Enter() => Debug.Log("이동상태");

    public void HandleInput()
    {
        // 입력이 끊기면 다시 IdleState로 전환
        if (player.MoveInput == 0)
            player.StateMachine.ChangeState<IdleState>();
    }

    public void Update() => player.Move(); // 실제 이동 처리
    public void Exit() { }
}

 

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4.실제 플레이어 사용

public class Player : MonoBehaviour
{
    public StateMachine StateMachine { get; private set; }
    public float MoveInput { get; private set; }

    void Awake()
    {
        StateMachine = new StateMachine();

        // 상태 머신에 상태들을 등록만 해줌 
        StateMachine.AddState(new IdleState(this));
        StateMachine.AddState(new MoveState(this));

        StateMachine.Initialize<IdleState>();
    }

    void Update()
    {
        MoveInput = Input.GetAxisRaw("Horizontal");

        StateMachine.CurrentState.HandleInput();
        StateMachine.CurrentState.Update();
    }

    public void Move()
    {
        transform.Translate(Vector3.right * MoveInput * Time.deltaTime * 5f);
    }
}

 

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실제 작동 모습