cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (一)

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (一)

参考:
http://blog.csdn.net/mgphuang/article/details/5845252
《Cocos2d-x游戏开发之旅》(钟迪龙)

基本上所有的软件都是有限状态机(finite-state machine,FSM)。它是一个有向图,由一组节点和一组相应的转移函数组成。通俗点讲,它是一个事件驱动系统的模型,这个模型由有限数目的状态,若干输入和状态与状态之间转换的规则组成。在某一时刻,有一个或一组状态是FSM的当前状态,FSM接收输入事件并根据转换规则,将当前状态转为新的状态。正是由于这三个元素的组合,使得FSM具备了自己的行为特点。在游戏开发中,FSM被用来实现人工智能的决策过程,控制游戏对象的行为。

1 最简单的状态机

可能上面的解释还是有些抽象,绝大多数的文章会举用“门”或“锁”的例子来说明什么是状态机,我想还是举一个新鲜的例子吧:有一个叫做“猴子”的NPC,它会在指定的区域里行走,有时候停留,当行走到区域的边界所时,会自己转向(图1)。我们把状态机的转换规则函数列出表格(图2),并根据列出的规则写出是这个简单状态机的C++实现:

#ifndef MONKEY_H_
#define MONKEY_H_

#include <time.h>

#include "cocos2d.h"

USING_NS_CC;

#define MAX_STOP_TIME  10
#define MAX_WALK_TIME  20

#define MAX_WALK_DIST  100

enum MonkeyState
{
    stSTOP,
    stWALK,
    stTURN
};

class Monkey
    : public Node
{
public:
    Monkey()
    {
        log("Monkey()");
    }

    CREATE_FUNC(Monkey);

    virtual bool init()
    {
        _curPos = 0;
        _step = 1;

        changeState(stSTOP);

        this->scheduleUpdate();

        return true;
    }

    void changeState(MonkeyState newState)
    {
        _curState = newState;
        _curTime = time(0);
    }

    void stop()
    {
        cocos2d::log("stop()");
    }

    void walk()
    {
        _curPos += _step;
        cocos2d::log("walk(): pos=%d", _curPos);
    }

    void turn()
    {
        _step *= -1;
        cocos2d::log("turn(): step=%d", _step);
    }

    void update(float dt)
    {
        switch (_curState) {
        case stSTOP:
            if (isStopTimeout()) {
                changeState(stWALK);
                walk();
            }
            break;

        case stWALK:
            walk();

            if (isWalkOutBorder()) {
                changeState(stTURN);
                turn();
            } else if (isWalkTimeout()) {
                changeState(stSTOP);
                stop();
            }
            break;

        case stTURN:
            changeState(stWALK);
            walk();
            break;
        }
    }

private:
    MonkeyState _curState;

    time_t _curTime;

    int      _curPos;
    int      _step;

public:
    bool isStopTimeout()
    {
        return (time(0) - _curTime > MAX_STOP_TIME);
    }

    bool isWalkTimeout()
    {
        return (time(0) - _curTime > MAX_WALK_TIME);
    }

    bool isWalkOutBorder()
    {
        return (_curPos > MAX_WALK_DIST || _curPos < -MAX_WALK_DIST);
    }
};

#endif // MONKEY_H_

2 坏代码的味道

显然,如果继续将上面的代码写完整的话,它一定能很好的工作。但我似乎已经闻到了传说中“坏代码”的味道,上面长长的条件判断语句,会随着状态的增多变得更长。每增加一个状态,就需要在长长的条件判断语句中小心查找和修改。当这样的条件语句增长到需要多个人合作完成时,那当导致严重的维护与调试方面的问题。另外,对于编译型语言而言,一个具有N个状态的FSM要查找一个正确的状态,平均需要进行N/2次的判断。

在上面的状态机中,其实是让这个对象在不同的状态中表现出了不同的行为特征,那不同的行为特征之间除了有类似的形式化的接口之外,基本上没有任何的联系。那我们很自然地想到状态模式,利用状态模式维护状态,实现对象与维护状态的分离。

时间: 2024-10-15 05:27:16

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (一)的相关文章

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (四)

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (四) 虽然我们了解了FSM,并且可以写自己的FSM,但是有更好的工具帮我们完成这个繁琐的工作.SMC(http://smc.sourceforge.net/)就是这样的工具.下载地址: http://sourceforge.net/projects/smc/files/latest/download 在bin下面的Smc.jar是用于生成状态类的命令行工具.使用如下命令: $ java -jar Smc.jar Monkey.sm 1 真实世

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (三)

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (三) 有限状态机简称FSM,现在我们创建一个专门的FSM类,负责管理对象(Monkey)的状态.然后Monkey类就实现了行为与状态分离.Monkey类只负责自己的行为,MonkeyFSM作为Monkey的成员,负责状态调度.MonkeyFSM调用状态模式类的方法,状态模式类调用真实对象Monkey的方法.注意本文例子代码只是为了说明问题,并不能真正用于实际当中.其中Monkey与MonkeyFSM互相保存对方的指针,存在循环引用问题. 代码

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (二)

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM)  (二) 1 状态模式 State是状态基类.它其实是一个接口,它有3个实现类,分别对应每个状态.Monkey类只需要维护State类,而具体的行为通过3个实现类完成.这就是多态.下面是完整的代码: 2 状态基类 // State.h // #ifndef STATE_H_ #define STATE_H_ class Monkey; struct State { virtual void execute(Monkey *mk) = 0; };

java游戏开发杂谈 - 有限状态机

在不同的阶段,游戏所运行的逻辑.所显示的界面,都是不同的. 以五子棋举例,游戏开始.游戏中.胜负已分,对应的界面和逻辑都不同. 在游戏中,又分为:自己下棋.对方下棋.游戏暂停.悔棋等多个状态. 再比如RPG游戏的人物,站立.行走.奔跑.攻击.死亡都是不同的动画, 发出一颗子弹,从出现,到往前运动.打到目标,或飞出屏幕,都是不同逻辑. 怎么实现这些效果呢? 程序里设定不同的状态,当前是什么状态,就执行什么逻辑. 这个就叫做:有限状态机! 是不是很简单,不要小瞧它,复杂的游戏功能都是靠它实现的. 接

史上最全最完整的IOS 游戏开发 PDF电子书定制下载

<iOS 5游戏开发>作者:(新西兰)James·Sugrue著 页数:191 出版社:北京市:人民邮电出版社 出版日期:2012.08 简介:<iOS5游戏开发>是一本iOS5游戏开发的基础入门书.全书使用通俗易懂的简单实例,带领读者经历构建经典动作游戏的整个周期.读者在本书的阅读过程中,将经历从开发概念.规划设计一直到编写实际代码的全过过程.本书的每一章,都将演示游戏创建过程中的一个逻辑步骤,读者将在其中学习如何创建Sprite,用触摸屏.重力感应器和屏幕游戏棒控制玩家角色等-

FSM:游戏开发中的有限状态机(理论篇)转

游戏系统的本质是输入加输出.我们把游戏系统划分为多个不同状态,不同的状态在不同输入下产出不同输出.按照这种思想,我们可以把游戏中复杂的子系统,比如战斗系统,划分成多个不同状态,然后我们要做的只是,对于不同的战斗操作输入,转换相应状态,执行相应状态下的动作输出. 那么什么是有限状态机? 我们要说的状态机输入和输出都是离散的.有限的:在这个基础上,我们所说的有限状态机就是描述这一类问题:在有限的输入里,由于不同的输入时序产生的有限的输出组合的映射关系.要描述这种映射关系,有两种表达方式: 状态迁移表

cocos2d 游戏开发实战

文章转自:http://uliweb.clkg.org/tutorial/read/40 6   cocos2d 游戏开发实战 6.1   创建cocos2d项目 6.2   cocos2d v3 "hello world" 6.2.1   显示一个飞船 6.3   精灵 6.4   開始 space viking 之旅 6.4.1   添加 sneakyinput 6.5   精灵的移动效果,旋转效果 6.6   定时器效果 6.7   启动 cocos2d,默认竖屏 6.8   检

[ios5 cocos2d游戏开发实战] 笔记3-FileUtils, notificationCenter

FileUtils //文件管理工具 FileUtils::getInstance() std::string getStringFromFile(const std::string& filename);//读取文件中的字符串 Data getDataFromFile(const std::string& filename);//获取文件数据 void setSearchPaths(const std::vector<std::string>& searchPaths

使用 Cocos2d 3.1.1 创建 Windows Phone 8 游戏开发环境

cocos2d-x 是目前流行的游戏游戏开发框架,目前最新的版本是 3.1.1, 网上有些教程已经比较老了,本文将会介绍如何使用最新的 3.1.1 创建 Windows Phone 8 开发环境. 本文假设你已经安装了 VS2012 或者 VS2013,并且已经安装了 Windows Phone8 的 SDK. 一.下载和安装 Cocos2d-x 官网地址:http://www.cocos2d-x.org/ 点击菜单栏中的 Download, 进入下载页面. 我们下载最新的 V3.1.1,新版功