【 】【游戏中有限状态机FSM的三种实现方法】

         有限状态机，英文Finite state machine,简称FSM。至今在游戏中应用广泛，今天总结性地说说其三种实现方法（注意其中的代码系伪代码，主要为说明思想，并不一定能运行。）
（一）基本概念
         首先看看比较严格的定义：有限状态机(Finite State Machine)是具有离散输入和输出系统的一种数学模型。表示有限个状态以及在条件输入下状态之间的转移行为。具有有限个内部状态，随着信号(条件)的输入，内部状态不断地转移。
通常我们用状态迁移图或状态迁移表来表示：（请看以下示例）

图b就是与图a等价的状态迁移表。
系统中可取得的状态＝S1,S2,S3，事件＝t1,t2,t3,t4。事件t1将引起系统状态S1向状态S3迁移，事件t2将引起系统状
       态S3向状态S2迁移，等等
另外，状态迁移图指明了作为特定事件的结果（状态）。在状态中包含可能执行的行为。

（二）实现方法

下面看看其三种实现方法：
1）switch case/if else设计方法
2）基于表结构的状态机设计方法
3）状态设计模式
下面分别说说其思想（主要基于C/C++伪码）：
1）switch case/if else设计方法
enum StateType{state_RunAway,state_Patrol,state_attack};
void Agent::UpdateState(StateType CurrentState){
switch(CurrentState) {
  case state_RunAway:
           EvadeEnemy();
           if (Safe())    {  ChangeState(state_ Patrol);   }
           break;
  case state_Patrol:
           FollowPatrolPath();
           if (Threatened())
           if (StrongerThanEnemy()) { ChangeState(state_Attack); }
           else  {   ChangeState(state_ RunAway); }
           break;
  case state_Attack:
           if  (WeakerThanEnemy())  {  ChangeState(state RunAway); }
           else  {  BashEnemyOverHead(); }
           break;
  }//end switch
}
这个比较简单，不说鸟
2）基于表结构的状态机设计方法

/*状态1的动作表*/
ACT_TABLE_T state1ActTable[] = {
    {EVENT1,state1Event1Fun},
    {EVENT3,state1Event3Fun},
};
/*状态2的动作表*/
ACT_TABLE_T state2ActTable[] = {
    {EVENT2,state2Event2Fun},
};
/*状态表*/
STATE_TABLE_T FsmTable[] = {
    {STATE1,state1ActTable},
    {STATE2,state2ActTable},
};

/*客户端提供的状态处理函数*/

void state1Event1Fun(void* pFsm)

{

   FSM_MoveState((FSM_T*)pFsm,STATE2);

   return;

}

void state1Event3Fun(void* pFsm)

{

   FSM_MoveState((FSM_T*)pFsm,STATE3);

   return;

}

void state2Event2Fun(void* pFsm)

{

   FSM_MoveState((FSM_T*)pFsm,STATE3);

   return;

}

FSM_Regist(&fsm,FsmTable);
    ...

可以看出此种方式，可以实现状态机的热更新，因为这些表格是存在数组里面的。用c#的代理是可以较容易实现的，用cc++的话需要用函数指针即可。
3）状态设计模式
UML图如下所示

用一下图示为示例：

1．环境（Context）: Gun.java
public  class  Gun{
       State  state;
       public  void  Gun(){
          state = new BulletStateThree(this); }
       public void setState(State  state){  
          this.state=state; }
       public State getState( ){
          return state;}
       public void fire(){
          state.fire();}
       public void  LoadBullet(){
          state.LoadBullet();}
}
2．抽象状态（State）: State.java
public  interface  State{
      public void fire();
        public void LoadBullet();
        public String showStateMess();  
}
3．具体状态（Concrete State）_1：BulletStateThree.java
public class BulletStateThree implements State{
        Gun gun;
        BulletStateThree(Gun gun){this.gun=gun;}
        public void fire(){
        System.out.print(“打出一个子弹”);//do a reflect act
        gun.setState(new BulletStateTwo(this));//transfer to another sate
        }
        public void loadBullet(){System.out.println(“无法装弹”);}
        public String showStateMess(){return “2个子弹状态”;}
}
   具体状态（Concrete State）_2：BulletStateTwo.java
public class BulletStateTwo implements State{
        Gun gun;
        BulletStateTwo(Gun gun){this.gun=gun;}
        public void fire(){
        System.out.print(“打出1个子弹”);
        gun.setState(new BulletStateOne(this));
        }
        public void loadBullet(){System.out.println(“无法装弹”);}
        public String showStateMess(){return “1个子弹状态”;}
}
   具体状态（Concrete State）_1：BulletStateOne.java
public class BulletStateOne implements State{
        Gun gun;
        BulletStateOne(Gun gun){this.gun=gun;}
        public void fire(){
        System.out.print(“打出1个子弹”);
        gun.setState(new BulletStateNull(this));
        }
        public void loadBullet(){System.out.println(“无法装弹”);}
        public String showStateMess(){return “无子弹状态”;}
}
   具体状态（Concrete State）_1：BulletStateNull.java
public class BulletStateNull implements State{
        Gun gun;
        BulletStateNull(Gun gun){this.gun=gun;}
        public void fire(){
        System.out.print(“不能打出子弹”);
        }
        public void loadBullet(){
        System.out.println(“装弹”);
        gun.setState(new BulletStateThree(this));}
        public String showStateMess(){ return “无子弹状态”;}
}
4．Application： Application.java
            public class Application {
        public static void main(String args[]){
        Gun gun=new Gun();
        gun.fire(); gun.fire(); gun.fire(); gun.fire();
        gun.LoadBullet();
        }
}
That's all，3KS