〇、先暫停我簡單說兩句啊
一年前寫的文章了，之前更新在 github pages 上，疏於管理，現在覺得還是把這些文檔放在 CSDN 好了，自己看起來也方便。
2020.5.18 十元
有限狀態機是一個很常用的技術，在流程控制和遊戲AI中都比較實用，因爲狀態機編程簡單又很符合直覺。本文是參考《Programming Game AI by Example》從零開始使用C++搭一個狀態機的輪子，主要有以下幾個點：
我會在搭建的過程中穿插一些C++知識的介紹，適合不甚瞭解C++或是狀態機的小夥伴，手把手的編程教程。
- 遊戲框架的實現
- 狀態類以及遊戲對象的狀態轉換
- 狀態機實現
- 消息機制的實現
完整的代碼在 github 中給出。
一、
記得最開始工作時候也接觸過有限狀態機，當時是一個長長的用switch寫成的狀態機，理解它的時候真的很困難。
所以現在使用一套內置規則到狀態內部去，來控制狀態的轉換。
現在就來製作一個有限狀態機。
作爲一個關於使用狀態機創建一個智能體的實際案例，我們先模擬這樣一個場景。想象一個我們控制的角色“我”，在上海延安西路附近工作學習和玩耍，“我”相當的佛系，有錢不愁吃喝就去上學，自由自在地給技能樹加點，沒錢了就去實習賺外塊，渴了累了就近“啤酒阿姨”兩瓶啤酒……
但是，這個例子要全靠想象力了，因爲這是在控制檯中的文本演示。
[圖1 這個狀態機的示意圖，surface畫一下，忍一忍買pro7吧]
因此，這個例子中有四個位置：一個學校，可以讓“我”提高能力；一個實習公司，根據“我”的能力，給我發實習津貼；一個啤酒阿姨酒吧，讓“我”可以解除壓力；最後還有一個溫馨的家吼，能夠解除疲勞。
而這些位置每一個都代表了一個狀態，因爲我們是使用內置規則來控制狀態機的轉換，“我”在到達一個位置之後要幹什麼，都會由當前所處的狀態和一些屬性值來決定。
&&&&逐個介紹一下，要點的擴展寫成補充的blog放到前面，加鏈接。
BaseGameEntity類，用來作爲所有遊戲對象的基類，主要爲遊戲對象提供了一個ID，以及每一幀更新時調用的純虛函數Update。
class BaseGameEntity
{
private:
int m_ID;
// Should be static
static int m_iNextValidID;
//int m_iNextValidID;
void SetID(int val);
public:
BaseGameEntity(int id)
{
SetID(id);
}
virtual ~BaseGameEntity(){}
virtual void Update() = 0;
int ID()const { return m_ID; }
}
使用一個枚舉類型管理所有可能到達的地點，sweetHome、school、company、beerLady 分別代表家、學校、實習公司、啤酒阿姨這四個地點。在 Me 類中，對“我”所特有的屬性進行了定義，如心情值（ m_iMoodForDoingStuffs ），金錢數（ m_iMoneyInCard ），能力（ m_iAbilityLevel ），疲勞（ m_iFatigue ），以及這些屬性的閾值，用來在狀態轉移中起作用。隨後定義的方法表明了這些屬性如何變化，併爲其他類查看這些屬性暴露了接口。
enum location_type
{
sweetHome,
school,
company,
beerLady,
};
class Me : public BaseGameEntity
{
private:
State* m_pCurrentState;
location_type m_Location;
// should be early than those variables use them.
const int Max_Mood = 5;
const int TirednessThreshold = 5;
const int LowMoodThreshold = 1;
const int LowMoneyThreshold = 2000;
//
int m_iMoneyInCard;
int m_iMoodForDoingStuffs;
int m_iAbilityLevel;
int m_iFatigue;
public:
Me(int ID);
void Update();
void ChangeState(State *pNewState);
// interface
location_type Location()const { return m_Location; }
void ChangeLocation(const location_type goal) { m_Location = goal; }
int Ability()const { return m_iAbilityLevel; }
void SetAbilityLevel(const int val) { m_iAbilityLevel = val; }
void AddToAbility(const int val);
int MoneyInCard()const { return m_iMoneyInCard; }
void SetMoneyInCard(const int val) { m_iMoneyInCard = val; }
void ThePayDay(const int val);
bool Fatigued()const;
bool Rested()const;
void DecreaseFatigue(const int val) { m_iFatigue -= val; }
void IncreaseFatigue(const int val) { m_iFatigue += val; }
bool LowMood()const;
void DecreaseMood(const int val) { m_iMoodForDoingStuffs -= val; }
void IncreaseMood(const int val) { m_iMoodForDoingStuffs += val; }
bool FeelPoor()const;
void BuyTheBeer() { m_iMoodForDoingStuffs = Max_Mood; m_iMoneyInCard -= 500; }
};
接下來是狀態 State 類，這是一個純虛類（抽象類），作爲狀態對象的一個通用接口。類中所有方法都是虛函數，需要在繼承自 State 的類中實現具體邏輯。Enter() 方法在進入狀態時調用一次，隨後執行 Execute() 方法處理狀態的主要邏輯，在狀態退出時，會執行 Exit() 方法。
class State
{
public:
virtual ~State(){}
virtual void Enter(Me*) = 0;
virtual void Execute(Me*) = 0;
virtual void Exit(Me*) = 0;
};
在這裏使用單例模式實現每一個狀態，一切從簡，不考慮線程安全。分別針對不同的地點，定義在每個地點的狀態類，代碼如下：
// My States
class GoWorkAndEarnMoney:public State
{
private:
GoWorkAndEarnMoney() = default;
public:
static GoWorkAndEarnMoney* Instance();
virtual void Enter(Me* pMe);
virtual void Execute(Me* pMe);
virtual void Exit(Me* pMe);
};
class GoSchoolAndStudy:public State
{
private:
GoSchoolAndStudy() = default;
public:
static GoSchoolAndStudy* Instance();
virtual void Enter(Me* pMe);
virtual void Execute(Me* pMe);
virtual void Exit(Me* pMe);
};
class GoHomeAndSleep:public State
{
private:
GoHomeAndSleep() = default;
public:
static GoHomeAndSleep* Instance();
virtual void Enter(Me* pMe);
virtual void Execute(Me* pMe);
virtual void Exit(Me* pMe);
};
class GoBar:public State
{
private:
GoBar() = default;
public:
static GoBar* Instance();
virtual void Enter(Me* pMe);
virtual void Execute(Me* pMe);
virtual void Exit(Me* pMe);
};