cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (四)

cocos2d-x 游戏开发之有限状态机(FSM) (四)

虽然我们了解了FSM，并且可以写自己的FSM，但是有更好的工具帮我们完成这个繁琐的工作。SMC(http://smc.sourceforge.net/)就是这样的工具。下载地址：

http://sourceforge.net/projects/smc/files/latest/download

在bin下面的Smc.jar是用于生成状态类的命令行工具。使用如下命令：

$ java -jar Smc.jar Monkey.sm

1 真实世界的FSM

首先定义一个状态机纯文本文件：Monkey.sm，内容如下：

// cheungmine
// 2015-01-22
 
// entity class
%class Monkey
 
// entity class header
%header Monkey.h
 
// inital state
%start MonkeyMap::STOP
 
// entity state map
%map MonkeyMap
%%
STOP
Entry {
	stop();
}
Exit {
	exit();
}
{
	walk WALK {}
}
 
WALK
Entry {
	walk();
}
Exit {
	exit();
}
{
	stop STOP {}
	turn TURN {}
}
 
TURN
Entry {
	turn();
}
Exit {
	exit();
}
{
	walk WALK {}
}
%%

其中%class Monkey 说明实体类的名字：Monkey (Monkey.h和Monkey.cpp)

%header 指定头文件：Monkey.h

%map 指明状态图类，这个类包含全部状态。这里是：MonkeyMap

%start 指明其实的状态，这里是STOP，对应的类是：MonkeyMap_STOP

%%...%%之间的部分定义每个状态。格式如下：

STOP    // 状态名
 
Entry {
 
    // 执行这个函数进入该状态
 
    stop();
 
}
 
Exit {
 
    // 执行这个函数退出该状态
 
    exit();
 
}
 
{
 
    // 状态切换逻辑
 
    walk WALK {}
 
}

当运行下面的命令，会自动生成文件：Monkey_sm.h和Monkey_sm.cpp。连同自带的statemap.h一起加入到项目中。

java -jar Smc.jar Monkey.sm

2 实体类

业务逻辑仍然要我们自己实现，那就是写Monkey.h和Monkey.cpp。不过这次写Monkey类需要按一定的规则，下面是源代码：

// Monkey.h
//
#ifndef MONKEY_H_
#define MONKEY_H_
 
#include "cocos2d.h"
USING_NS_CC;
 
#include "Monkey_sm.h"
 
#define MAX_STOP_TIME  3
#define MAX_WALK_TIME  10
#define MAX_WALK_DIST  200
 
class Monkey : public Node
{
public:
    CREATE_FUNC(Monkey);
 
    virtual bool init();
 
    void stop();
 
    void walk();
 
    void turn();
 
    void exit();
 
private:
    MonkeyContext * _fsm;
 
    int    _step;
    int    _curPos;
    time_t _curTime;
 
    // Sprite * _sprite;
 
private:
    void onIdleStop(float dt)
    {
        int d = (int) (time(0) - _curTime);
        if (d > MAX_STOP_TIME) {
            _fsm->walk();
        }
    }
 
    void onIdleWalk(float dt)
    {
        if (_curPos > MAX_WALK_DIST || _curPos < -MAX_WALK_DIST) {
            _fsm->turn();
        }
 
        int d = (int) (time(0) - _curTime);
        if (d > MAX_WALK_TIME) {
            _fsm->stop();
        }
 
        _curPos += _step;
    }
 
    void onIdleTurn(float dt)
    {
        _fsm->walk();
    }
};
 
#endif // MONKEY_H_

上面的onIdle????是触发状态的回调函数，实体状态改变的业务逻辑在这里实现。

// Monkey.cpp
//
#include "Monkey.h"
 
#include <time.h>
#include <assert.h>
 
void Monkey::exit()
{
    this->unscheduleAllCallbacks();
    cocos2d::log("exit()");
}
 
bool Monkey::init()
{
    _step = 1;
    _curPos = 0;
    _curTime = time(0);
 
    // _sprite = Sprite::create("monkey.png");
    // addChild(_sprite);
 
    _fsm = new MonkeyContext(*this);
    assert(_fsm);
 
    _fsm->setDebugFlag(true);
    _fsm->enterStartState();
 
    return true;
}
 
void Monkey::stop()
{
    _curTime = time(0);
 
    cocos2d::log("stop(): pos=%d", _curPos);
 
    this->schedule(schedule_selector(Monkey::onIdleStop), 0.1f);
}
 
void Monkey::walk()
{
    _curTime = time(0);
 
    cocos2d::log("walk(): pos=%d", _curPos);
 
    this->schedule(schedule_selector(Monkey::onIdleWalk), 0.1f);
}
 
void Monkey::turn()
{
    _step *= -1;
    cocos2d::log("turn(): step=%d", _step);
 
    this->schedule(schedule_selector(Monkey::onIdleTurn), 0.1f);
}

3 状态机类

框架代码Smc已经帮我们生成好了：Monkey_sm.h和Monkey_sm.cpp:

//
// ex: set ro:
// DO NOT EDIT.
// generated by smc (http://smc.sourceforge.net/)
// from file : Monkey.sm
//
 
#ifndef MONKEY_SM_H
#define MONKEY_SM_H
 
#define SMC_USES_IOSTREAMS
 
#include "statemap.h"
 
// Forward declarations.
class MonkeyMap;
class MonkeyMap_STOP;
class MonkeyMap_WALK;
class MonkeyMap_TURN;
class MonkeyMap_Default;
class MonkeyState;
class MonkeyContext;
class Monkey;
 
class MonkeyState :
    public statemap::State
{
public:
 
    MonkeyState(const char * const name, const int stateId)
    : statemap::State(name, stateId)
    {};
 
    virtual void Entry(MonkeyContext&) {};
    virtual void Exit(MonkeyContext&) {};
 
    virtual void stop(MonkeyContext& context);
    virtual void turn(MonkeyContext& context);
    virtual void walk(MonkeyContext& context);
 
protected:
 
    virtual void Default(MonkeyContext& context);
};
 
class MonkeyMap
{
public:
 
    static MonkeyMap_STOP STOP;
    static MonkeyMap_WALK WALK;
    static MonkeyMap_TURN TURN;
};
 
class MonkeyMap_Default :
    public MonkeyState
{
public:
 
    MonkeyMap_Default(const char * const name, const int stateId)
    : MonkeyState(name, stateId)
    {};
 
};
 
class MonkeyMap_STOP :
    public MonkeyMap_Default
{
public:
    MonkeyMap_STOP(const char * const name, const int stateId)
    : MonkeyMap_Default(name, stateId)
    {};
 
    virtual void Entry(MonkeyContext&);
    virtual void Exit(MonkeyContext&);
    virtual void walk(MonkeyContext& context);
};
 
class MonkeyMap_WALK :
    public MonkeyMap_Default
{
public:
    MonkeyMap_WALK(const char * const name, const int stateId)
    : MonkeyMap_Default(name, stateId)
    {};
 
    virtual void Entry(MonkeyContext&);
    virtual void Exit(MonkeyContext&);
    virtual void stop(MonkeyContext& context);
    virtual void turn(MonkeyContext& context);
};
 
class MonkeyMap_TURN :
    public MonkeyMap_Default
{
public:
    MonkeyMap_TURN(const char * const name, const int stateId)
    : MonkeyMap_Default(name, stateId)
    {};
 
    virtual void Entry(MonkeyContext&);
    virtual void Exit(MonkeyContext&);
    virtual void walk(MonkeyContext& context);
};
 
class MonkeyContext :
    public statemap::FSMContext
{
public:
 
    explicit MonkeyContext(Monkey& owner)
    : FSMContext(MonkeyMap::STOP),
      _owner(&owner)
    {};
 
    MonkeyContext(Monkey& owner, const statemap::State& state)
    : FSMContext(state),
      _owner(&owner)
    {};
 
    virtual void enterStartState()
    {
        getState().Entry(*this);
    }
 
    inline Monkey& getOwner()
    {
        return *_owner;
    };
 
    inline MonkeyState& getState()
    {
        if (_state == NULL)
        {
            throw statemap::StateUndefinedException();
        }
 
        return dynamic_cast<MonkeyState&>(*_state);
    };
 
    inline void stop()
    {
        getState().stop(*this);
    };
 
    inline void turn()
    {
        getState().turn(*this);
    };
 
    inline void walk()
    {
        getState().walk(*this);
    };
 
private:
 
    Monkey* _owner;
};
 
#endif // MONKEY_SM_H
 
//
// Local variables:
//  buffer-read-only: t
// End:
//

//
// ex: set ro:
// DO NOT EDIT.
// generated by smc (http://smc.sourceforge.net/)
// from file : Monkey.sm
//
 
#include "Monkey.h"
#include "Monkey_sm.h"
 
using namespace statemap;
 
// Static class declarations.
MonkeyMap_STOP MonkeyMap::STOP("MonkeyMap::STOP", 0);
MonkeyMap_WALK MonkeyMap::WALK("MonkeyMap::WALK", 1);
MonkeyMap_TURN MonkeyMap::TURN("MonkeyMap::TURN", 2);
 
void MonkeyState::stop(MonkeyContext& context)
{
    Default(context);
}
 
void MonkeyState::turn(MonkeyContext& context)
{
    Default(context);
}
 
void MonkeyState::walk(MonkeyContext& context)
{
    Default(context);
}
 
void MonkeyState::Default(MonkeyContext& context)
{
    throw (
        TransitionUndefinedException(
            context.getState().getName(),
            context.getTransition()));
 
}
 
void MonkeyMap_STOP::Entry(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.stop();
}
 
void MonkeyMap_STOP::Exit(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.exit();
}
 
void MonkeyMap_STOP::walk(MonkeyContext& context)
{
 
    context.getState().Exit(context);
    context.setState(MonkeyMap::WALK);
    context.getState().Entry(context);
 
}
 
void MonkeyMap_WALK::Entry(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.walk();
}
 
void MonkeyMap_WALK::Exit(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.exit();
}
 
void MonkeyMap_WALK::stop(MonkeyContext& context)
{
 
    context.getState().Exit(context);
    context.setState(MonkeyMap::STOP);
    context.getState().Entry(context);
 
}
 
void MonkeyMap_WALK::turn(MonkeyContext& context)
{
 
    context.getState().Exit(context);
    context.setState(MonkeyMap::TURN);
    context.getState().Entry(context);
 
}
 
void MonkeyMap_TURN::Entry(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.turn();
}
 
void MonkeyMap_TURN::Exit(MonkeyContext& context)
 
{
    Monkey& ctxt = context.getOwner();
 
    ctxt.exit();
}
 
void MonkeyMap_TURN::walk(MonkeyContext& context)
{
 
    context.getState().Exit(context);
    context.setState(MonkeyMap::WALK);
    context.getState().Entry(context);
 
}
 
//
// Local variables:
//  buffer-read-only: t
// End:
//

4 总结

FSM是一种固定的范式，因此采用工具帮我们实现可以减少犯错误的机会。输入的文件就是：实体.sm。我们把重点放在业务逻辑上，所以与状态有关的代码smc都帮我们生成好了。对比一下我们手工创建和smc框架工具自动生成的类：

在cocos2d-x中使用很简单：

bool HelloWorld::init()
{
    //////////////////////////////
    // 1. super init first
    if ( !Layer::init() )
    {
        return false;
    }
 
    auto rootNode = CSLoader::createNode("MainScene.csb");
 
    addChild(rootNode);
 
    auto closeItem = static_cast<ui::Button*>(rootNode->getChildByName("Button_1"));
    closeItem->addTouchEventListener(CC_CALLBACK_1(HelloWorld::menuCloseCallback, this));
 
    /////////////////// test ///////////////////////
    Monkey * mk = Monkey::create();
    addChild(mk);
 
    return true;
}

就这样了！不明白的地方请仔细阅读：

Cocos2d-x游戏开发之旅(钟迪龙)