本系列為筆者初學(xué)c/c++和游戲AI開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，練習(xí)為主，不涉及到具體的游戲開(kāi)發(fā)軟件學(xué)習(xí)(如unity，虛幻4等),適合剛?cè)腴T(mén)的小伙伴一起學(xué)習(xí)探討，歡迎在評(píng)論區(qū)留下意見(jiàn)。

• 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：c/c++ (11及以上)?

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三、代碼實(shí)現(xiàn)

3.4?狀態(tài)類(lèi)

3.4.1?抽象狀態(tài)類(lèi)

? 在狀態(tài)模式中（圖5），狀態(tài)被解耦為抽象狀態(tài)類(lèi)與具體狀態(tài)類(lèi)，定義和實(shí)現(xiàn)被分離。

? State類(lèi)為抽象類(lèi)，是作為接口來(lái)使用的，這個(gè)接口中封裝了每個(gè)具體狀態(tài)類(lèi)會(huì)使用到的一些方法，但并沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

接口是一個(gè)共享框架，供兩個(gè)系統(tǒng)交互時(shí)使用。在C++中，接口是使用抽象類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

----《C++ Primer Plus》

? 使用抽象類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)接口有許多好處，比如減少重復(fù)的代碼，提供標(biāo)準(zhǔn)化的管理，定義與具體實(shí)現(xiàn)的解耦等等。

? 在“Bob的一天”中，我們的State類(lèi)就起到了管理具體狀態(tài)類(lèi)的作用，它只是聲明了狀態(tài)類(lèi)必須含有哪些方法，具體這些方法中實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和差異，則根據(jù)不同的狀態(tài)來(lái)做決定。

• Enter(Miner *): 進(jìn)入某一個(gè)狀態(tài)

• Execute(Miner *): Miner類(lèi)在每個(gè)時(shí)刻具體要執(zhí)行的動(dòng)作

• Exit(Miner* ): 退出某一個(gè)狀態(tài)

? 注意我們的抽象類(lèi)是通過(guò)虛函數(shù)和純虛函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這意味著每個(gè)純虛函數(shù)必須在派生類(lèi)中被實(shí)現(xiàn)。

3.4.1 具體狀態(tài)類(lèi)

? 具體狀態(tài)類(lèi)繼承了接口的方法，然后根據(jù)每個(gè)狀態(tài)的不同來(lái)做不同的實(shí)現(xiàn)。

? 如“到礦場(chǎng)挖礦”狀態(tài)中，有“走到礦場(chǎng)”、“挖礦”和“離開(kāi)礦場(chǎng)”這三個(gè)動(dòng)作，“挖礦”這個(gè)動(dòng)作中又包含了“是否口渴”、“口袋是否裝滿了金子”等狀態(tài)的更新邏輯判斷。

? 而其他三個(gè)狀態(tài)，又各有差異和區(qū)別。但不管有多少差異，都一定包含有Enter、Execute和Exit這三個(gè)方法。也就是每種狀態(tài)都有的共性、標(biāo)準(zhǔn)。

??以EnterMineAndDigForNugget()這個(gè)狀態(tài)為例，我們通過(guò)單例模式來(lái)實(shí)現(xiàn)具體狀態(tài)類(lèi)，關(guān)于單例模式我們之前已經(jīng)介紹過(guò)了（詳情請(qǐng)見(jiàn)鏈接）。

??該狀態(tài)類(lèi)首先繼承了Sate類(lèi)，之后以單例模式來(lái)規(guī)定該狀態(tài)類(lèi)只允許有一個(gè)實(shí)例化對(duì)象，且在退出該狀態(tài)類(lèi)后，會(huì)銷(xiāo)毀并釋放其占有的內(nèi)存。

? 我們以Instange()函數(shù)來(lái)返回一個(gè)實(shí)例化對(duì)象，并用其他三個(gè)函數(shù)來(lái)更新Miner的狀態(tài)。

? 每個(gè)函數(shù)體我們都傳入一個(gè)Miner對(duì)象，Miner里具體實(shí)現(xiàn)了每個(gè)狀態(tài)中可以執(zhí)行的動(dòng)作。如“計(jì)算口袋的金子”、“判斷是否口渴”、“判斷是否疲勞”等等。

? 可以見(jiàn)到，在整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，我們具體的更新?tīng)顟B(tài)的邏輯，也就是Bob會(huì)做的動(dòng)作，都是在具體狀態(tài)類(lèi)中去實(shí)現(xiàn)的。

? Miner類(lèi)只是定義了一個(gè)Miner可以會(huì)有那些屬性和動(dòng)作，并寫(xiě)好它們的實(shí)現(xiàn)，但是具體的使用邏輯則交給具體狀態(tài)類(lèi)根據(jù)具體的使用場(chǎng)景去決定。

? 這樣做的好處是，如果我們之后想要給Bob增加新的狀態(tài)，只需要在Miner類(lèi)中新增一些動(dòng)作相關(guān)函數(shù)，然后再新建一個(gè)具體狀態(tài)類(lèi)，在里面去調(diào)用、去使用這些函數(shù)就可以。

? 我們不用每次都寫(xiě)這些重復(fù)的代碼，而且可以很方便的增刪管理。

? 比如在“到礦場(chǎng)挖礦”這個(gè)狀態(tài)中，我們要Bob也有“去睡覺(jué)休息”這個(gè)動(dòng)作，只需要加入幾行代碼即可：

3.5?主函數(shù)入口??

? ? 當(dāng)然，C++中我們的程序都必須有一個(gè)入口，作為一切的開(kāi)始。

? 四、結(jié)束語(yǔ)

? 這樣，一個(gè)簡(jiǎn)單的有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)的智能體Bob就完成了，在小鎮(zhèn)上的一天中，他挖礦、喝酒和睡覺(jué)，知道自己什么時(shí)候會(huì)累，會(huì)渴，也知道自己銀行賬戶的余額。

? Bob有簡(jiǎn)單的外界感知能力，雖然都是我們?nèi)斯べx予他的，但這個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目可以作為我們?nèi)腴T(mén)游戲人工智能這個(gè)有趣的領(lǐng)域。

? 也許很多年以后，游戲中的NPC也有著復(fù)雜的情感，也會(huì)有自己的“生活”。

知識(shí)點(diǎn)：

• 抽象類(lèi)&接口

參考：?

• 《游戲人工智能編程案例精粹》

• 《C++ Primer Plus》?

相關(guān)代碼下載：https://github.com/linpeijie/GameToy/tree/master/GameAI/FSM