有限状态机的设计与实现

前言：
     游戏编程中对状态机的理解和应用，是体现程序员是否对游戏编程入门的重要指标。本篇文章描述状态机的原理，以及如何实现。并探讨状态机的扩展性和易用性。

什么是状态机：
     1、状态机是通过状态变量来描述不同状态
     2、状态机变量是互斥的
     3、状态机的分割是状态机好坏的标准

状态机的好处：
     1、降低整个系统的复杂性
     2、容易扩展
     3、容易维护

如何实现状态机：
     1、通过不同的状态分割逻辑
     2、通过面向对象思想来扩展和分割逻辑

状态机简单类型：
1、定义状态机类型
[cpp] view plaincopy  
1.    enum PlayerState{  
2.        INVALID,  
3.        STAND,  
4.        MOVE,  
5.        ATTACK,  
6.        DIE  
7.    };  

2、实现更新状态，在不同的状态执行不同的逻辑
[cpp] view plaincopy  
1.    void Player::Update(float ts){  
2.        switch(user_state_){  
3.            case STAND:  
4.                Stand(ts);  
5.                break;  
6.            case MOVE:  
7.                Move(ts);  
8.                break;  
9.            case ATTACK:  
10.                Attack(ts);  
11.                break;  
12.            case DIE:  
13.                Die();  
14.                return;  
15.            default:  
16.                std::cout<<"error\n";  
17.      
18.        }  
19.      
20.        if(hp_ <= 0){  
21.            SetState(DIE);  
22.        }  
23.    }  
3、切换状态，在切换状态的时候做一些事情
[cpp] view plaincopy  
1.    void Player::SetState(PlayerState state){  
2.        if(state == user_state_){  
3.            return;  
4.        }  
5.        switch(state){  
6.            case STAND:  
7.                std::cout << "----begin stand--------\n";  
8.                break;  
9.            case MOVE:  
10.                std::cout << "----begin move--------\n";  
11.                break;  
12.            case ATTACK:  
13.                std::cout << "----begin attack--------\n";  
14.                break;  
15.            case DIE:  
16.                std::cout << "----begin die--------\n";  
17.                break;  
18.            default:  
19.                std::cout <<"the state is error";  
20.                break;  
21.        }  
22.        user_state_ = state;  
23.    }  

     这种状态机小而精悍，如果在一个对象中有很多标志量来标记实例的状态，这时候该考虑下通过这种小型的状态机来实现了。但是这种状态机如果状态变量比较多，扩展性并不好。并且复杂性会随着状态机的增多，指数型增加。整个编译单元的代码量也会很大，对易读性和维护性都是负面影响。
状态机面向对象类型：
     面向对象类的状态机是一种更容易扩展的新型状态机，通过单间实现方式，使用更少的内存，先看下整个状态机的uml设计图。  
  首先是通过接口定义通用状态机接口，然后定义了单间的接口。这种方式统一让所有的状态实现三个函数，这三个函数分别对应切入状态，在状态中，退出状态，需要执行的逻辑分别放在这三个函数里执行，通过这样的分割，状态很容易扩展，也不会混乱。具体代码实现，请看下面说面里面github的地址。
     在StateManager是专门管理角色状态的管理类，每个角色对象包含一个状态机管理类。

总结：
     状态机的模型是非常简单，但并不是每个人都能设计好的状态机。因为好的状态机不仅需要对程序的把握要比较到位，同时需要对整个业务的理解比较到位。好的状态机使程序变的更加简洁，易扩展，容易查找bug，还非常稳定。坏得状态分割只会让程序晦涩难懂。