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標題: 淺談狀態機FSM設計方法 [打印本頁]

作者: 51黑tt 時間: 2016-3-6 02:07
標題: 淺談狀態機FSM設計方法

狀態機，在游戲里面是非常重要的，最簡單的狀態機，莫過于

switch()
case 1:
if(not 反復執行狀態1)
   進入1狀態前要做的準備

進入1狀態的過程

if(not 反復執行狀態1)
   離開狀態1的過程

  case2:
...

但這種方式不能很有效預定義所有的狀態，也不能把這些狀態之間的切換過程合理的定義出來，“狀態”本身沒有一個合理的定義，幾乎是一種面向過程的方式，只過這種方式足夠簡單，也最容易讓人接受，缺點就沒有“狀態”的定義和指派功能，導致狀態的混亂，出現狀態處理重復代碼，甚至處理不一致的問題，按照OO的觀念，狀態描述本來就應該是一種實體

比如“吃飯”這種狀態，進入要做什么，進行時要做什么，退出時要做什么，需要進行一個描述，以下是我寫的狀態機管理策略：

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

//狀態機基類
class BaseFsm
{
public:
//狀態機的狀態描述
State state;
//進入狀態
virtual void Enter(FsmEntity *entity);
//執行狀態
virtual void Execute(FsmEntity *entity);
//離開狀態
virtual void Exit(FsmEntity *entity);
//比較兩個狀態機是否相同
inline bool operator ==(const BaseFsm& other);
};

//狀態機實體
class FsmEntity
{
protected:
  //當前所使用的狀態機
  BaseFsm *mCurrentFsm;
public:
  //構造函數
  FsmEntity();
  //析構函數
  virtual ~FsmEntity();
  //設置開始狀態
  void InitState(BaseFsm *fsm);
  //狀態是否初始化了
  bool IsStateInited();
  //保持狀態的方法
  void KeepState();
  //返回當前的狀態機
  BaseFsm * GetCurrentFsm();
  //改變狀態
  void ChangeState(BaseFsm *newFsm);
};

//狀態機容器
class FsmManager
{
private:
//狀態機容器的名稱
std::string name;
//所有的狀態集合
std::map<std::string, BaseFsm *> mStatusCollection;
public:
//命令一些實體去達到某個狀態
void Transaction(std::vector<FsmEntity *> & entities, const char * stateName);
//令某個實體達到某個狀態
void Transaction(FsmEntity * entity, const char * stateName);
//添加狀態機
void AddFsm( BaseFsm * fsm);
//刪除狀態機
void RemoveFsm(const char * stateName);
//獲取狀態機
BaseFsm * FindFsm(const char * stateName);
//構造
FsmManager(const char *fsname);
//析構
virtual ~FsmManager();
};

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

//構造函數
FsmEntity::FsmEntity()
{
  mCurrentFsm = 0;
}
//析構函數
FsmEntity::~FsmEntity()
{

}
//返回當前的狀態機
BaseFsm * FsmEntity::GetCurrentFsm()
{
return mCurrentFsm;
}
//狀態是否初始化了
bool FsmEntity::IsStateInited()
{
if(mCurrentFsm)
return true;
else
return false;
}
//設置當前狀態
void FsmEntity::InitState(BaseFsm *fsm)
{
if(mCurrentFsm == 0)
{
mCurrentFsm = fsm;
}
else
{
  LOG(0, WARN_LV, "初始狀態已經設定");
}
}
//保持狀態的方法
void FsmEntity::KeepState()
{
mCurrentFsm->Execute(this);
}
//改變狀態
void FsmEntity::ChangeState(BaseFsm *newFsm)
{
if(mCurrentFsm)
//離開原來的狀態
mCurrentFsm->Exit(this);
//設定現有狀態
mCurrentFsm = newFsm;
//進入現有狀態
mCurrentFsm->Enter(this);
//執行現有的狀態
mCurrentFsm->Execute(this);
}

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

//進入狀態
void BaseFsm::Enter(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "進入%s狀態", state.statename.c_str());
}
//執行狀態
void BaseFsm::Execute(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "執行%s狀態", state.statename.c_str());
}
//離開狀態
void BaseFsm::Exit(FsmEntity *entity)
{
  LOG(0, DEBUG_LV, "離開%s狀態", state.statename.c_str());
}

bool BaseFsm::operator ==(const BaseFsm& other)
{
return state == other.state;
}
//命令一些實體去達到某個狀態
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);
}
}
//令某個實體達到某個狀態
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
}
else
{
  BaseFsm * fsm = mStatusCollection[stateName];
  if(fsm)
  {
//執行狀態
entity->ChangeState(fsm);
  }
  else
  {
         LOG(0, ERROR_LV, "找不到%s狀態", stateName);
  }
}
}

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

//構造
FsmManager::FsmManager(const char *fsname)
{
name = fsname;
LOG(0, DEBUG_LV, "構造狀態機容器 %s", fsname);
}
//析構
FsmManager::~FsmManager()
{
//移出所有的狀態機
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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