Реализация простого конечного автомата

Конечный автомат можно реализовать при помощи одного класса. Назовем его FSM. Идея состоит в том, чтобы реализовать каждое состояние как метод или функцию. Также будем использовать свойство activeState для определения активного состояния.

public class FSM {.

private var activeState: Function; // указатель на активное состояние автомата.

public function FSM () { }.

public function setState (state :Function) :void {.

activeState = state; }.

public function update () :void {.

if (activeState ≠ null) {.

activeState (); } } }.

Всякое состояние есть функция. Причем такая, что она будет вызываться при каждом обновлении кадра игры. Как уже говорилось, в activeState будет храниться указатель на функцию активного состояния.

Метод update () класса FSM должен вызываться каждый кадр игры. А он, в свою очередь, будет вызывать функцию того состояния, которое в данный момент является активным.

Метод setState () будет задавать новое активное состояние. Более того, каждая функция, определяющую какое-то состояние автомата, не обязательно должна принадлежать классу FSM — это делает наш класс более универсальным.

Использование конечного автомата

Давайте реализуем ИИ муравья. Выше мы уже показывали набор его состояний и переходов между ними. Проиллюстрируем их еще раз, но в этот раз сосредоточимся на коде.

Описание состояний интеллекта муравья, сосредоточенное на коде Наш муравей представлен классом Ant, в котором есть поле brain. Это как раз экземпляр класса FSM.

public class Ant{.

public var position: Vector3D;

public var velocity: Vector3D;

public var brain: FSM;

public function Ant (posX :Number, posY: Number) {.

position = new Vector3D (posX, posY);

velocity = new Vector3D (-1, -1);

brain = new FSM ();

// Начинаем с поиска листка.

brain.setState (findLeaf); }.

public function findLeaf () :void { }.

public function goHome () :void {.

public function runAway () :void { }.

public function update ():void {.

// Обновление конечного автомата. Эта функция будет вызывать.

// функцию активного состояния: findLeaf (), goHome () или runAway ().

brain.update ();

// Применение скорости для движения муравья.

moveBasedOnVelocity (); } (…) }.

Класс Ant также содержит свойства velocity и position. Эти переменные будут использоваться для расчета движения с помощью метода Эйлера. Функция update ()вызывается при каждом обновлении кадра игры.

Для понимания кода мы опустим реализацию метода moveBasedOnVelocity ().

Ниже приводится реализация каждого из методов, начиная с findLeaf () — состояния, ответственного за поиск листьев.

public function findLeaf () :void {.

// Перемещает муравья к листу.

velocity = new Vector3D (Game.instance.leaf.x — position. x, Game.instance.leaf.y — position. y);

if (distance (Game.instance.leaf, this) <= 10) {.

// Муравей только что подобрал листок, время.

// возвращаться домой!

brain.setState (goHome); }.

if (distance (Game.mouse, this) <= MOUSE_THREAT_RADIUS) {.

// Курсор мыши находится рядом. Бежим!

// Меняем состояние автомата на runAway ().

brain.setState (runAway); } }.

Состояние goHome () — используется для того, чтобы муравей отправился домой.

public function goHome () :void {.

// Перемещает муравья к дому.

velocity = new Vector3D (Game.instance.home.x — position. x, Game.instance.home.y — position. y);

if (distance (Game.instance.home, this) <= 10) {.

// Муравей уже дома. Пора искать новый лист.

brain.setState (findLeaf); } }.

И, наконец, состояние runAway () — используется при уворачивании от курсора мыши.

public function runAway () :void {.

// Перемещает муравья подальше от курсора.

velocity = new Vector3D (position.x — Game.mouse.x, position. y — Game.mouse.y);

// Курсор все еще рядом?

if (distance (Game.mouse, this) > MOUSE_THREAT_RADIUS) {.

// Нет, уже далеко. Пора возвращаться к поискам листочек.

brain.setState (findLeaf); } }.