游戏编程中的有限状态机

所谓定义：

“有限状态机就是一个具有有限数量状态，并且能够根据相应的操作从一个状态变换到另一个状态，而在同一时刻只能处在一种状态下的智能体。”（来自google－－－－《Android游戏开发大全》）

游戏中的有限状态机是一个由多种状态组成的机制。

他包括：

1.状态：多种互斥的状态元素，某个实体同时只能处于一个状态之中

2.刺激:  这个“刺激”可以影响状态的改变

3.转换机制：状态间转换的处理机制。 ｛

输入状态的处理；

输出状态的处理

｝

有了这种划分，具体到代码逻辑上，思路就会更清晰：

1.状态

对于每种状态，都相当于该实体当前时刻的自己，需要有一个update以进行本身的逻辑，以game为例，假设有kPrepare,kRunning,kEnd三种状态（注：状态元素通过枚举类型的命名，要比单纯的整型在代码的可读性上高的多）。状态部分的实现，会类似于:

void Update(float time) {
  switch(state_) {
    case kPrepare:
      ...;
      break;
    case kRunning:
      ...;
      break;
    case kEnd:
      ...;
      break;
  }
}

2.刺激

有限状态机用于被动触发。他需要收到一个刺激，以启动自己。这个刺激或许来自内部，或许来自外部。

例如：游戏开始在kPrepare状态，当准备时间结束后，game切换到了kRunning状态（ SetState(kRunning) );这是内部的刺激，来自于kPrepare状态的update之中

            游戏在kRunning状态时，玩家点击退出，game切换到了kEnd状态( SetState(kEnd)   );这是来自外部的刺激，可能处在于一个void EndGame()的对外接口之中。

3.转换机制

状态间的转换机制，是有限状态机的核心。

void SetState(int state) {
 //同种状态不切换
  if(state_ == state) {
    return;
  }
 //要离开的状态的处理
  switch(state_) {
    case kPrepare://对于准备状态，在离开它之前，需要将准备倒计时清零，隐藏倒计时
      ...;
      break;
    case kRunning://运行状态，离开它之前，要暂停游戏
      ...;
      break;
    case kEnd://结束状态，离开之前，需要隐藏结算界面
      ...;
      break;
  }
  //要进入的状态的处理
  switch(state) {
    case kPrepare://准备状态，进入它之前，需要显示倒计时
      ...;
      break;
    case kRunning://运行状态，进入它之前，要开始游戏
      ...;
      break;
    case kEnd://结束状态，进入它之前，要显示结算界面
      ...;
      break;
  }
  state_ = state;//完成状态转换


}






状态机通过将每种状态做“进入”和“退出”两种处理，分割了状态之间的联系。




每个状态只需要关注自己的变化（update），在受到特定的刺激之后，完成自己的“退出”处理，进入新状态的“进入”处理。



4.技巧
1.实体既然有状态机，则在任意时刻，都必需处于某个状态中。update中所有的变化，也必须都在某状态之下，不能有变化凌驾于switch之外。（除非是子实体，它由它自己的状态机控制行为）
2.如果实体需要在初始化的时候就进行一次SetState,则在实体构造的时候，将state_ = kInvalidate，状态就可以正常的从“不可用”转换到“初始”。