淺談狀態(tài)機(jī)FSM設(shè)計(jì)方法

ID:107189 · 發(fā)表于 2016-3-6 02:07

狀態(tài)機(jī)，在游戲里面是非常重要的，最簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)，莫過(guò)于

switch()
case 1:
if(not 反復(fù)執(zhí)行狀態(tài)1)
   進(jìn)入1狀態(tài)前要做的準(zhǔn)備

進(jìn)入1狀態(tài)的過(guò)程

if(not 反復(fù)執(zhí)行狀態(tài)1)
   離開(kāi)狀態(tài)1的過(guò)程

  case2:
...

但這種方式不能很有效預(yù)定義所有的狀態(tài)，也不能把這些狀態(tài)之間的切換過(guò)程合理的定義出來(lái)，“狀態(tài)”本身沒(méi)有一個(gè)合理的定義，幾乎是一種面向過(guò)程的方式，只過(guò)這種方式足夠簡(jiǎn)單，也最容易讓人接受，缺點(diǎn)就沒(méi)有“狀態(tài)”的定義和指派功能，導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)的混亂，出現(xiàn)狀態(tài)處理重復(fù)代碼，甚至處理不一致的問(wèn)題，按照OO的觀念，狀態(tài)描述本來(lái)就應(yīng)該是一種實(shí)體

比如“吃飯”這種狀態(tài)，進(jìn)入要做什么，進(jìn)行時(shí)要做什么，退出時(shí)要做什么，需要進(jìn)行一個(gè)描述，以下是我寫的狀態(tài)機(jī)管理策略：

//狀態(tài)的定義
class State
{
public:
State();
State(const char * name);
//狀態(tài)的名字
std::string statename;
//比較兩個(gè)狀態(tài)是否相同
inline bool operator ==(const State& other);
};

//狀態(tài)機(jī)基類
class BaseFsm
{
public:
//狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)描述
State state;
//進(jìn)入狀態(tài)
virtual void Enter(FsmEntity *entity);
//執(zhí)行狀態(tài)
virtual void Execute(FsmEntity *entity);
//離開(kāi)狀態(tài)
virtual void Exit(FsmEntity *entity);
//比較兩個(gè)狀態(tài)機(jī)是否相同
inline bool operator ==(const BaseFsm& other);
};

//狀態(tài)機(jī)實(shí)體
class FsmEntity
{
protected:
  //當(dāng)前所使用的狀態(tài)機(jī)
  BaseFsm *mCurrentFsm;
public:
  //構(gòu)造函數(shù)
  FsmEntity();
  //析構(gòu)函數(shù)
  virtual ~FsmEntity();
  //設(shè)置開(kāi)始狀態(tài)
  void InitState(BaseFsm *fsm);
  //狀態(tài)是否初始化了
  bool IsStateInited();
  //保持狀態(tài)的方法
  void KeepState();
  //返回當(dāng)前的狀態(tài)機(jī)
  BaseFsm * GetCurrentFsm();
  //改變狀態(tài)
  void ChangeState(BaseFsm *newFsm);
};

//狀態(tài)機(jī)容器
class FsmManager
{
private:
//狀態(tài)機(jī)容器的名稱
std::string name;
//所有的狀態(tài)集合
std::map<std::string, BaseFsm *> mStatusCollection;
public:
//命令一些實(shí)體去達(dá)到某個(gè)狀態(tài)
void Transaction(std::vector<FsmEntity *> & entities, const char * stateName);
//令某個(gè)實(shí)體達(dá)到某個(gè)狀態(tài)
void Transaction(FsmEntity * entity, const char * stateName);
//添加狀態(tài)機(jī)
void AddFsm( BaseFsm * fsm);
//刪除狀態(tài)機(jī)
void RemoveFsm(const char * stateName);
//獲取狀態(tài)機(jī)
BaseFsm * FindFsm(const char * stateName);
//構(gòu)造
FsmManager(const char *fsname);
//析構(gòu)
virtual ~FsmManager();
};

State::State()
{
}
State::State(const char * name)
{
statename = name;
}

//構(gòu)造函數(shù)
FsmEntity::FsmEntity()
{
  mCurrentFsm = 0;
}
//析構(gòu)函數(shù)
FsmEntity::~FsmEntity()
{

}
//返回當(dāng)前的狀態(tài)機(jī)
BaseFsm * FsmEntity::GetCurrentFsm()
{
return mCurrentFsm;
}
//狀態(tài)是否初始化了
bool FsmEntity::IsStateInited()
{
if(mCurrentFsm)
return true;
else
return false;
}
//設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)
void FsmEntity::InitState(BaseFsm *fsm)
{
if(mCurrentFsm == 0)
{
mCurrentFsm = fsm;
}
else
{
  LOG(0, WARN_LV, "初始狀態(tài)已經(jīng)設(shè)定");
}
}
//保持狀態(tài)的方法
void FsmEntity::KeepState()
{
mCurrentFsm->Execute(this);
}
//改變狀態(tài)
void FsmEntity::ChangeState(BaseFsm *newFsm)
{
if(mCurrentFsm)
//離開(kāi)原來(lái)的狀態(tài)
mCurrentFsm->Exit(this);
//設(shè)定現(xiàn)有狀態(tài)
mCurrentFsm = newFsm;
//進(jìn)入現(xiàn)有狀態(tài)
mCurrentFsm->Enter(this);
//執(zhí)行現(xiàn)有的狀態(tài)
mCurrentFsm->Execute(this);
}

//比較兩個(gè)狀態(tài)是否相同
bool State::operator ==(const State& other)
{
return statename == other.statename;
}

//進(jìn)入狀態(tài)
void BaseFsm::Enter(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "進(jìn)入%s狀態(tài)", state.statename.c_str());
}
//執(zhí)行狀態(tài)
void BaseFsm::Execute(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "執(zhí)行%s狀態(tài)", state.statename.c_str());
}
//離開(kāi)狀態(tài)
void BaseFsm::Exit(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "離開(kāi)%s狀態(tài)", state.statename.c_str());
}

bool BaseFsm::operator ==(const BaseFsm& other)
{
return state == other.state;
}
//命令一些實(shí)體去達(dá)到某個(gè)狀態(tài)
void FsmManager::Transaction(std::vector<FsmEntity *> & entities, const char * stateName)
{
for(size_t i = 0; i < entities.size(); i ++)
{
  FsmEntity *entity = entities[i];
  Transaction(entity, stateName);
}
}
//令某個(gè)實(shí)體達(dá)到某個(gè)狀態(tài)
void FsmManager::Transaction(FsmEntity * entity, const char * stateName)
{
if(entity->GetCurrentFsm() && entity->GetCurrentFsm()->state.statename == stateName)
{
  entity->KeepState(); //保持之前的狀態(tài)
}
else
{
  BaseFsm * fsm = mStatusCollection[stateName];
  if(fsm)
  {
//執(zhí)行狀態(tài)
entity->ChangeState(fsm);
  }
  else
  {
         LOG(0, ERROR_LV, "找不到%s狀態(tài)", stateName);
  }
}
}

//添加狀態(tài)機(jī)
void FsmManager::AddFsm( BaseFsm * fsm)
{
  if(mStatusCollection.find(fsm->state.statename.c_str()) != mStatusCollection.end())
return; //已經(jīng)添加過(guò)了
  //添加
  mStatusCollection[fsm->state.statename] = fsm;
}
//刪除狀態(tài)機(jī)
void FsmManager::RemoveFsm(const char * stateName)
{
  std::map<std::string, BaseFsm *>::iterator it = 0;
  if((it = mStatusCollection.find(stateName)) != mStatusCollection.end())
  {
   mStatusCollection.erase(it);
  }
}
//獲取狀態(tài)機(jī)
BaseFsm * FsmManager::FindFsm(const char * stateName)
{
std::map<std::string, BaseFsm *>::iterator it = 0;
if((it = mStatusCollection.find(stateName)) != mStatusCollection.end())
{
BaseFsm * fsm = it->second;
return fsm;
}
return 0;
}

//構(gòu)造
FsmManager::FsmManager(const char *fsname)
{
name = fsname;
LOG(0, DEBUG_LV, "構(gòu)造狀態(tài)機(jī)容器 %s", fsname);
}
//析構(gòu)
FsmManager::~FsmManager()
{
//移出所有的狀態(tài)機(jī)
for(std::map<std::string, BaseFsm *>::iterator it = mStatusCollection.begin(); it!= mStatusCollection.end(); it++)
{
   BaseFsm * fsm = it->second;
if(fsm)
delete fsm;
}
}

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