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实验三：有限状态机

姓名：郭殷蓉班级：10数媒1班学号：

一、实验目的

掌握有限状态机的原理,并会使用有限状态机,要求能编程序实现一个案例如书上蚁群世界。.

二、实验仪器

MicrosoftVisualStudio2005

三、实验原理及过程

有限状态机(FSM)，简称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模

型.简单说明一下，可以这样理解，系统的行为如果在不同的时间(环境)下，其工作不同，并且行为可以分

成所谓的有限的状态以及不重叠的程序块时，系统显现出了状态行为。

这其实说明了两件事情，如果是状态机(这篇文章说说的状态机是FSM的简称)，肯定体现了两点：首先是

离散的，然后是有限的。

有限状态机的基本原理图：

总之，“有限状态机”是一个有限的状态组成的，其中的一个状态是“当前状态”。“有限状态机”可以接

受一个“输入”，这个“输入”的结果将导致一个“状态转换”的发生（即从“当前状态”转换到“输出”状

态）。这个“状态转换”是基于“状态转换函数”的。状态转换完成之后，“输出状态”即变成了“当前状态”。

输入状态转换函数

当前状态》状态转换》输出状态（当前状态）

假如在一个冒险游戏中有一个NPC，名字可以叫MONSTER。我们可以先假设这个MONSTER在游戏

中有如下的状态：BERSERK、RAGE、MAD、ANNOYED以及UNCARING。（前几个状态不好分别）。

假设，MONSTER对于不同的状态可以执行不同的操作，并且假设你已经有了这些不同操作的代码。我

们这时可以使用“有限状态机”来模拟这个MONSTER的行为了。只要我们给出不同的“输入”，

MONSTER就会做出不同的反应。我们再来指出这些“输入”是什么：PLAYERSEEN、PLAYER

ATTACKS、PLAYERGONE、MONSTERHURT、MONSTERHEALED。这样我们可以得到一个状态转

换的表格，如下：游戏状态转换表：

当前状态输入输出状态

UNCARINGPLAYERSEENANNOYED

UNCARINGPLAYERATTACKSMAD

MADMONSTERHURTRAGE

MADMONSTERHEALEDUNCARING

RAGEMONSTERHURTBERSERK

RAGEMONSTERHEALEDANNOYED

BERSERKMONSTERHURTBERSERK

BERSERKMONSTERHEALEDRAGE

ANNOYEDPLAYERGONEUNCARING

ANNOYEDPLAYERATTACKSRAGE

ANNOYEDMONSTERHEALEDUNCARING

根据上面的这个表格，我们可以很容易的画出一个MONSTER的“状态转换图”，MONSTER的每一个状

态就是图中的顶点。

因此，根据当前状态和对FSM的输入，MONSTER的状态将被改变。这时根据MONSTER的状态执行相应操

作的代码（假设已经实现）将被执行，这时MONSTER好像是具备了人工智能。显然，我们可以定义更多的“状

态”，写出更多的“输入”，写出更多的“状态转换”，这样，MONSTER可以表现的更真实，生动，当然，这

些游戏的规则问题应该是策划制定的。

定义FSMstate

classFSMstate

{

unsignedm_usNumberOfTransition;//状态的最大数

int*m_piInputs;//为了转换而使用的输入数组

int*m_piOutputState;//输出状态数组

intm_iStateID;//这个状态的唯一标识符

public:

//一个构造函数，可以接受这个状态的ID和它支持的转换数目

FSMstate(intiStateID,unsignedusTransitions);

//析构函数，清除分配的数组

~FSMstate();

//取这个状态的ID

intGetID(){returnm_i