BT13：行为树内外的数据传输2

linxigjs

已于 2022-03-04 23:05:45 修改

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分类专栏：行为树 BehaviorTree.CPP 文章标签：行为树机器人状态机决策自动驾驶

于 2022-03-04 22:06:23 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/linxigjs/article/details/123285220

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本文是继 BT11：行为树内外的数据传输 - 知乎之后更深入的从源码角度分析BehaviorTree.CPP的Blackboard的数据传输机制，是这一系列文章的精华。

树内即ports之间

类Blackboard（以下简称BB或bb）有3个重要的数据成员：BT中数据的保存依赖于storage_（Entry集合），树间的映射依赖于parent_和internal_to_external_。

// 保存了blackboard的所有entry的信息，包含entry所对应的port的实时值
std::unordered_map<std::string, Entry> storage_;
// 指向父blackboard（父树的blackboard）的指针
// 若不是nullptr，说明该tree被其他树引用了，是subtree
std::weak_ptr<Blackboard> parent_bb_;
// 保存了blackboard中向外（向父blackboard）重映射的port名称
std::unordered_map<std::string, std::string> internal_to_external_;

struct Entry {
  Any value;                 // port的值
  const PortInfo port_info;  // port的其他信息

  Entry(const PortInfo& info) : port_info(info) {}
  Entry(Any&& other_any, const PortInfo& info)
      : value(std::move(other_any)), port_info(info) {}
};

我们可以理解为：node的数据读写通过port，但数据是放在对应着该port的Entry中，树中所有nodes的数据整体放在blackboard的storage_中。这是通过xml中如下语句实现的，EntryName就是storage_中元素的第1项string，“{EntryName}”是1个blackboard pointer。

<NodeName  PortName="{EntryName}" />

上面的语句不涉及树之间的关系，所以对internal_to_external_没影响。

<root main_tree_to_execute = "MainTree" >
  <BehaviorTree ID="MainTree">
    <Sequence>
      <SaySomething message="666" />
      <ThinkWhatToSay text="{the_answer}"/>
      <SaySomething message="{the_answer}" />
    </Sequence>
  </BehaviorTree>
</root>

以BehaviorTree.CPP/examples/t02_basic_ports.cpp中的树为例，如上。当树构建第1个SaySomething节点时，在XMLParser::Pimpl::createNodeFromXML()中，会将pair{message，666}存入该node.config_.input_ports中。其中，config_是NodeConfiguration类型，input_ports是PortsRemapping类型，即unordered_map<string, string>类型。因为“666”是普通的字面字符串，不是blackboard pointer（不带花括号），就与blackboard无关，数据是静态的，node构建后就不会改变，所以这个数据是存在node自身的数据结构中，当获取名为message的port的值时，也不会去bb中查找。

struct NodeConfiguration {
  Blackboard::Ptr blackboard;
  PortsRemapping input_ports;    // 输入port的映射关系
  PortsRemapping output_ports;   // 输出port的映射关系
};

当树构建ThinkWhatToSay节点时，会将pair{text，{the_answer}}存入该node.config_.input_ports中。发现"{the_answer}"是bb pointer，就会把pair{the_answer, Entry}存入所在树的bb的storage_。此时Entry还未赋值，因为树构建时节点并未运行tick()，也就没有对port数据的任何操作，仅仅定义了关系。这样，通过text port读写值，就变成了对bb的名为the_answer的