1.3 WestWorldWithWoman项目
在前一个项目WestWorld项目的基础上，本文章要创建第二个项目——WestWorldWithWoman。这个项目中West World拥有了另一个居民：艾尔莎（Elsa），她是矿工的妻子。艾尔莎现在还不需要做很多；她主要是全神贯注地清洁小木屋并且倒空她的膀胱（她喝太多的咖啡了）。
程序截图如下：
使State基类可重用
从程序设计的角度出发，为了能很容易地进行扩展，必须创建一个分离的State基类，使每个角色类型从它继承状态。由于我们需要引入另一个居民艾尔莎，为了让状态的使用更方便，我们可以采用泛型类的方法。
public abstract class State<T>
{
// 当进入一个状态时执行此代码
public abstract void Enter(T entity);
// 当状态正常更新时执行此代码
public abstract void Execute(T entity);
// 当状态退出时执行此代码
public abstract void Exit(T entity);
}
对一个具体的类的声明（使用EnterMineAndDigForNugget矿工状态作为一个例子），现在看起来像这样：
public class EnterMineAndDigForNugget : State<Miner>
{
// 代码省略
}
这样可以使得今后的工作变得更为容易。
全局状态和状态翻转（State Blip）
当设计一个有限状态机时，你往往会因为在每一个状态中复制代码而不胜其烦。例如，在Maxis公司的游戏《模拟人生》（The Sims）中，Sim可能会感到本能的迫切要求，不得不去洗手间方便。这种急切的需求会发生在Sim的任何状态或任何可能的时间。假设当前的设计，是为了把这类行为赋予挖金矿工，复制条件的逻辑将会被加进他的每一个状态，或者，放置进Miner.Update方法中。虽然后面的解决方法是可接受的，但最好创建一个全局状态，这样每次FSM更新时就会被调用。那样，所有用于FSM的逻辑被包含在状态中，而不在拥有FSM的智能体类中。
为了实现一个全局状态，需要一个额外的成员变量：
State<Miner> _globalState;
除了全局行为之外，有时让智能体退出一个状态时能返回到前一个状态会带来方便，我们称这种行为为状态翻转（State Blip）。例如，正如在Sims中，你可能会坚持你的智能体可以在任何时候去到洗手间，但要确保他总能返回先前的状态。为了赋赋予FSM这种功能，必须保持前一个状态的纪录，从而使状态翻转可以回到前一个状态。这非常容易做到，因为所需要做的就是在Miner.ChangeState方法中增加另一个成员变量和一些附加的逻辑。
那么到现在，为了实现这些附加的成分，Miner类已经获得两个额外的成员变量和一个附加的方法，代码如下：
class Miner : public BaseGameEntity
{
private State<Miner> _currentState;
private State<Miner> _previous State
private State<Miner> _globaistate ;
public void ChangeStata (State<Miner> newState){}
public void RevertToPreviousState (){}
}
创建一个StateMachine类
通过把所有与状态有关的数据和方法封装到一个StateMachine类中，可以使得设计更为简洁。这种方式下一个智能体可以拥有一个StateMachine类的实例，并且委托它管理当前状态、全局状态和前一个状态。
下面是StateMachine类的代码：
namespace WestWorldWithWomen
{
public class StateMachine<T>
{
T _owner; // 包含当前状态机的对象
State<T> _currentState; // 当前状态
State<T> _previousState; // 前一个状态
State<T> _globalState; // 全局状态，在Update方法中进行更新
// 获取三个状态
public State<T> CurrentState { get { return _currentState; } }
public State<T> GlobalState { get { return _globalState; } }
public State<T> PreviousState { get { return _previousState; } }
public StateMachine(T owner)
{
_owner = owner;
_currentState = null;
_previousState = null;
_globalState = null;
}
// 使用以下方法初始化FSM
public void SetCurrentState(State<T> s) { _currentState = s; }
public void SetGlobalState(State<T> s) { _globalState = s; }
public void SetPreviousState(State<T> s) { _previousState = s; }
// 更新FSM
public void Update()
{
// 如果存在全局状态，则执行它的Execute方法
if (_globalState != null)
_globalState.Execute(_owner);
// 如果存在当前状态，则执行它的Execute方法
if (_currentState != null)
_currentState.Execute(_owner);
}
// 切换到一个新状态
public void ChangeState(State<T> pNewState)
{
// 保存前一个状态的记录
_previousState = _currentState;
// 调用当前状态的Exit方法
_currentState.Exit(_owner);
// 切换到新状态
_currentState = pNewState;
// 调用新状态的Enter方法
_currentState.Enter(_owner);
}
// 将状态返回到前一个状态
public void RevertToPreviousState()
{
ChangeState(_previousState);
}
}
}
一个智能体所需要的做的全部事情就是去拥有一个StateMachine类的实例，并且为了得到完全的FSM功能，实现一个方法来更新状态机。
改进的Miner类如下所示：
namespace WestWorldWithWomen
{
public class Miner : BaseGameEntity
{
private StateMachine<Miner> _stateMachine;// 当前智能体所拥有的有限状态机对象
// 代码省略…
public Miner(int id)
: base(id)
{
// 代码省略…
// 建立有限状态机
_stateMachine = new StateMachine<Miner>(this);
_stateMachine.SetCurrentState(GoHomeAndSleepTilRested.Instance());
}
// 代码省略…
public StateMachine<Miner> FSM { get { return _stateMachine; } }
}
}
艾尔莎实体和艾尔莎的状态
艾尔莎智能体的MinersWife类的代码非常简单：
namespace WestWorldWithWomen
{
public class MinersWife : BaseGameEntity
{
private StateMachine<MinersWife> _stateMachine;
private location_type _location;
public location_type Location { get { return _location; } }
public StateMachine<MinersWife> FSM { get { return _stateMachine; } }
public MinersWife(int id)
: base(id)
{
_location = location_type.shack;
_stateMachine = new StateMachine<MinersWife>(this);
_stateMachine.SetCurrentState(DoHouseWork.Instance());
_stateMachine.SetGlobalState(WifesGlobalState.Instance());
}
public override void Update()
{
_stateMachine.Update();
}
public void ChangeLocation(location_type loc)
{
_location = loc;
}
}
}
当一个StateMachine类被实例化时，注意当前状态和全局状态时如何被设置的。 Elsa的状态转换图如图2显示。
namespace WestWorldWithWomen
{
//------------------------------------------------------------------------
// Elsa的全局状态，包含上厕所的逻辑
//------------------------------------------------------------------------
public class WifesGlobalState : State<MinersWife>
{
private WifesGlobalState() { }
private static WifesGlobalState _wifesGlobalState;
// 实现Singleton设计模式
public static WifesGlobalState Instance()
{
if (_wifesGlobalState == null)
_wifesGlobalState = new WifesGlobalState();
return _wifesGlobalState;
}
public override void Enter(MinersWife wife) { }
public override void Execute(MinersWife wife)
{
// 有十分之一的概率上厕所
if (Global.random.NextDouble() < 0.1)
{
wife.FSM.ChangeState(VisitBathroom.Instance());
}
}
public override void Exit(MinersWife wife) { }
}
//------------------------------------------------------------------------
// Elsa做家务的状态
//------------------------------------------------------------------------
public class DoHouseWork : State<MinersWife>
{
private DoHouseWork() { }
private static DoHouseWork _doHouseWork;
// 实现Singleton设计模式
public static DoHouseWork Instance()
{
if (_doHouseWork == null)
_doHouseWork = new DoHouseWork();
return _doHouseWork;
}
public override void Enter(MinersWife wife) { }
// 艾尔莎各有三分之一的概率进行拖地板、洗碗或整理床铺
public override void Execute(MinersWife wife)
{
switch ((int)Global.random.Next(3))
{
case 0:
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 拖地板";
break;
case 1:
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 洗碗";
break;
case 2:
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 整理床铺";
break;
}
}
public override void Exit(MinersWife wife) { }
}
//------------------------------------------------------------------------
// Elsa上厕所的状态
//------------------------------------------------------------------------
public class VisitBathroom : State<MinersWife>
{
private VisitBathroom() { }
private static VisitBathroom _visitBathroom;
// 实现Singleton设计模式
public static VisitBathroom Instance()
{
if (_visitBathroom == null)
_visitBathroom = new VisitBathroom();
return _visitBathroom;
}
public override void Enter(MinersWife wife)
{
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 需要上厕所";
}
public override void Execute(MinersWife wife)
{
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 啊哈！现在放松了！";
wife.FSM.RevertToPreviousState();
}
public override void Exit(MinersWife wife)
{
Global.OutputMessage += "\n" + Global.GetNameOfEntity(wife.ID) + ": 离开厕所";
}
}
}
注意看VisitBathroom状态是如何作为一个翻转状态（即，它总是返回到前面的状态）实现的。同样要注意一个全局状态WifesGlobalState也被定义了，它包含了对Elsa去厕所需要的逻辑。这个逻辑之所以包含在一个全局状态中是因为Elsa可能在任何状态、任何时候感到有这种自然的需求。
文件下载（已下载 617 次）发布时间：2013/7/18 下午2:12:32 阅读次数：4850
