《游戏编程模式》一7.2　救星：有限状态机

7.2　救星：有限状态机

为了消除你心中的疑惑，你可以准备一张纸和一支笔，让我们一起来画一张流程图。对于女主角能够进行的动作画一个“矩形”：站立、跳跃、躲避和俯冲。当你可以按下一个键让主角从一个状态切换到另一个状态的时候，我们画一个箭头，让它从一个矩形指向另一个矩形。同时在箭头上面添加文本，表示我们按下的按钮。

恭喜，你刚刚已经成功创建了一个有限状态机。有限状态机借鉴了计算机科学里的自动机理论（automata theory）中的一种数据结构（图灵机）思想。有限状态机（FSMs）可以看作是最简单的图灵机（如图7-1所示）。

其表达的是：

关于有限状态机我最喜欢的比喻就是它是像Zork一样的古老的文字冒险游戏。游戏中有着由出口连接着的一些房间。你可以通过输入像“往北前进”这样的命令来进行探索。

这其实就是一个状态机：每一个房间是一个状态。你所在的房间就是当前的状态。每个房间的出口就是它的转换，导航命令就是输入。

• 你拥有一组状态，并且可以在这组状态之间进行切换。比如：站立、跳跃、躲避和俯冲。
• 状态机同一时刻只能处于一种状态。女主角无法同时跳跃和站立。事实上，防止同时存在两个状态是我们使用有限状态机的原因。
• 状态机会接收一组输入或者事件。在我们这个例子中，它们就是按钮的按下和释放。
• 每一个状态有一组转换，每一个转换都关联着一个输入并指向另一个状态。当有一个输入进来的时候，如果输入与当前状态的其中一个转换匹配上，则状态机便会转换状态到输入事件所指的状态。

在我们的例子中，在站立状态的时候如果按下向下方向键，则状态转换到躲避状态。如果在跳跃状态的时候按下向下方向键，则会转换到俯冲攻击状态。如果对于每一个输入事件没有对应的转换，则这个输入就会被忽略。

简而言之，整个状态机可以分为：状态、输入和转换。你可以通过画状态流程图来表示它们。不幸的是，编译器并不认识状态图，所以，我们接下来要介绍如何实现。GoF的状态模式是一种实现方法，但是让我们先从更简单的方法开始。