Java游戏服务器开发之行为树
之前有看到过状态机、行为树这一块的内容，但是没有认真细看，现在终于静下心来认真看了看，就看了别人的实现方式(网上代码没有Java实现的)，
然后使用Java语言实现了一下
运行之后，在回头看代码，果然又清晰了一些
希望写完这篇博客之后，能认识的更深刻一些，哈哈。
首先，要先感谢下这几位博主，里面的一些概念及代码都是参考这几个小哥来写的。
https://www.cnblogs.com/designyourdream/p/4459971.html
https://segmentfault.com/a/1190000012397660#articleHeader8
IBehaviour一个最基本的节点，是一个抽象接口，所有的接口都是继承自他。
不含有子节点(叶子节点)
IAction，游戏中的具体执行操作，比如攻击，捡物品，跑路等
ICondition，游戏中用来判断的一些条件(比如是否看到玩家，地上是否有金币)，成功就返回success，失败就返回分failure
含有子节点(组合、枝干节点)
IDecorator，装饰器，将子节点的操作中添加细节，比如重复操作该子节点，具体代码见下篇
IComposite，复合节点，将多个节点进行组合。
ISequence，顺序器，组合到一起的节点会顺序执行，直到全部执行完毕或者某个返回failure
比如组合ABCD节点，顺序就是A-success-B-success-C-success-D-success，
在B那里返回failure，则不会执行到C,A-success-B-failure
ISelector，选择器，组合到一起的节点会顺序执行，直到全部执行完毕或者某个返回success
比如组合ABCD节点，顺序就是A-failure-B-failure-C-failure-D-failure,
在B那里返回success，则不会执行到C,A-failure-B-success
IParallel，并行器，多个子行为同时执行，当满足条件的时候跳出 具体代码见下篇
nice
上面的代码在码云上 https://gitee.com/lizhaoandroid/BehaviorTree ，定格分支为release1.1上
可以加qq群一起学习讨论Java游戏服务器开发的相关知识 676231524
之前有看到过状态机、行为树这一块的内容，但是没有认真细看，现在终于静下心来认真看了看，就看了别人的实现方式(网上代码没有Java实现的)，
然后使用Java语言实现了一下
运行之后，在回头看代码，果然又清晰了一些
希望写完这篇博客之后，能认识的更深刻一些，哈哈。
首先，要先感谢下这几位博主，里面的一些概念及代码都是参考这几个小哥来写的。
https://www.cnblogs.com/designyourdream/p/4459971.html
https://segmentfault.com/a/1190000012397660#articleHeader8
https://blog.csdn.net/luyuncsd123/article/details/18351137
一、先看下项目目录
代码在src下面，配置文件基本没有
结构如下，--指向文件夹 -->指向具体类
src
--com.lizhao
--ai 正式代码
--abs 各个接口的基类
--common 通用类，这里放的是枚举类
--ifs 接口
--composite 继承IComposite的接口
--impl 各种行为的实现类，最小单元
--action
--composite
--condition
-->BehaviorTree 行为树
-->BehaviorTreeBuilder 树生成类
--tree 不用看
-->Main 测试方法
任何行为都会有执行状态
package com.lizhao.ai.common;
public enum EStatus {
Invalid, //初始状态
Success, //成功
Failure, //失败
Running, //运行
Aborted, //终止
};二、从各个接口来看，继承关系。
IBehaviour一个最基本的节点，是一个抽象接口，所有的接口都是继承自他。
不含有子节点(叶子节点)
IAction，游戏中的具体执行操作，比如攻击，捡物品，跑路等
ICondition，游戏中用来判断的一些条件(比如是否看到玩家，地上是否有金币)，成功就返回success，失败就返回分failure
含有子节点(组合、枝干节点)
IDecorator，装饰器，将子节点的操作中添加细节，比如重复操作该子节点，具体代码见下篇
IComposite，复合节点，将多个节点进行组合。
ISequence，顺序器，组合到一起的节点会顺序执行，直到全部执行完毕或者某个返回failure
比如组合ABCD节点，顺序就是A-success-B-success-C-success-D-success，
在B那里返回failure，则不会执行到C,A-success-B-failure
ISelector，选择器，组合到一起的节点会顺序执行，直到全部执行完毕或者某个返回success
比如组合ABCD节点，顺序就是A-failure-B-failure-C-failure-D-failure,
在B那里返回success，则不会执行到C,A-failure-B-success
IParallel，并行器，多个子行为同时执行，当满足条件的时候跳出 具体代码见下篇
里面的实现列出
/**
* Behavior接口是所有行为树节点的核心，且我规定所有节点的构造和析构方法都必须是protected，以防止在栈上创建对象，
* 所有的节点对象通过Create()静态方法在堆上创建，通过Release()方法销毁
* 由于Behavior是个抽象接口，故没有提供Create()方法，本接口满足如下契约
* 在Update方法被首次调用前，调用一次OnInitialize函数，负责初始化等操作
* Update（）方法在行为树每次更新时调用且仅调用一次。
* 当行为不再处于运行状态时，调用一次OnTerminate（），并根据返回状态不同执行不同的逻辑
*/
public interface IBehaviour {
//
// //创建对象请调用Create()释放对象请调用Release()
// protected Behavior() {
// setStatus(EStatus.Invalid);
// }
EStatus tick();//设置调用顺序，onInitialize--update--onTerminate
void onInitialize();//当节点调用前
EStatus update();//节点操作的具体实现
void onTerminate(EStatus Status); //节点调用后执行
void release();//释放对象所占资源
void addChild(IBehaviour child);
void setStatus(EStatus status);
EStatus getStatus();
};
/************************************************************************/
/* 动作基类
/* 具体执行动作 */
/************************************************************************/
public interface IAction extends IBehaviour {
}
/************************************************************************/
/* 组合结点
*/
import java.util.List;
/************************************************************************/
public interface IComposite extends IBehaviour {
void addChild(IBehaviour child);
void removeChild(IBehaviour child);
void clearChild();
List<IBehaviour> getChildren();
void setChildren(List<IBehaviour> behaviours);
}
/************************************************************************/
/* 条件基类
/* 具体执行动作 */
/************************************************************************/
public interface ICondition extends IBehaviour {
boolean isNegation();
void setNegation(boolean negation);
}
/************************************************************************/
/* 装饰结点
/* 装饰：
*********************************************************************** */
public interface IDecorator extends IBehaviour {
}
/************************************************************************/
/* 顺序节点 */
/*顺序器：依次执行所有节点直到其中一个失败或者全部成功位置 */
import com.lizhao.ai.ifs.IComposite;
/************************************************************************/
public interface ISequence extends IComposite {
}
/************************************************************************/
/* 选择节点
/* 选择器:依次执行每个子节点直到其中一个执行成功或者返回Running状态 */
import com.lizhao.ai.ifs.IComposite;
/************************************************************************/
public interface ISelector extends IComposite {
}
/************************************************************************/
/* 并行节点
/* 并行器：多个行为并行执行 */
/************************************************************************/
public interface IParallel extends IComposite {
}
三、然后写了各自的基类，用于实现一些通用的方法
先看继承关系
看代码
import com.lizhao.ai.common.EStatus;
import com.lizhao.ai.ifs.IBehaviour;
/**
* Behavior接口是所有行为树节点的核心，且我规定所有节点的构造和析构方法都必须是protected，以防止在栈上创建对象，
* 所有的节点对象通过Create()静态方法在堆上创建，通过Release()方法销毁
* 由于Behavior是个抽象接口，故没有提供Create()方法，本接口满足如下契约
* 在Update方法被首次调用前，调用一次OnInitialize函数，负责初始化等操作
* Update（）方法在行为树每次更新时调用且仅调用一次。
* 当行为不再处于运行状态时，调用一次OnTerminate（），并根据返回状态不同执行不同的逻辑
*/
public abstract class BaseBehavior implements IBehaviour {
protected EStatus status;
//创建对象请调用Create()释放对象请调用Release()
protected BaseBehavior() {
setStatus(EStatus.Invalid);
}
//包装函数，防止打破调用契约
public EStatus tick() {
//update方法被首次调用前执行OnInitlize方法，每次行为树更新时调用一次update方法
//当刚刚更新的行为不再运行时调用OnTerminate方法
if (status != EStatus.Running) {
onInitialize();
}
status = update();
if (status != EStatus.Running) {
onTerminate(status);
}
return status;
}
// //释放对象所占资源
public void release(){
};
public void setStatus(EStatus status) {
this.status = status;
}
public EStatus getStatus() {
return status;
}
@Override
public void onInitialize() {
}
@Override
public void onTerminate(EStatus Status) {
}
}
import com.lizhao.ai.ifs.IBehaviour;
import com.lizhao.ai.ifs.IComposite;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public abstract class BaseComposite extends BaseBehavior implements IComposite {
protected ArrayList<IBehaviour> children = new ArrayList<>();
@Override
public void addChild(IBehaviour child) {
children.add(child);
}
@Override
public void removeChild(IBehaviour child) {
children.remove(child);
}
@Override
public void clearChild() {
children.clear();
}
@Override
public List<IBehaviour> getChildren() {
return children;
}
@Override
public void setChildren(List<IBehaviour> behaviours) {
this.children = (ArrayList<IBehaviour>) behaviours;
}
}
import com.lizhao.ai.ifs.ICondition;
public abstract class BaseCondition extends BaseBehavior implements ICondition {
protected boolean negation = false;
@Override
public boolean isNegation() {
return negation;
}
@Override
public void setNegation(boolean negation) {
this.negation = negation;
}
protected int getRandom() {
Double random = Math.random() * 100;
// int i = random.intValue();
return random.intValue();
}
}
import com.lizhao.ai.ifs.IAction;
public abstract class BaseAction extends BaseBehavior implements IAction {
}
四、接下来就是写具体的实现类了，不列出来了，去下载具体代码看吧。里面的逻辑是根据随机数判断的，因为没有具体的场景。
五、之后就是将这些行为都挂到树上了，写一个BehaviorTree，里面有一个根节点，进行遍历操作。
而树的构造方式这边使用一个BehaviorTreeBuilder，用的是Stack(之前自己也写过树，这个小哥用的stack方式确实是比较好)，具体的看下面代码
六、最后就是写一个测试方法来调用下了，我们将会构建这么一个逻辑，
创建了一名角色，该角色一开始处于巡逻状态，
一旦发现敌人，先检查自己生命值是否过低，如果是就逃跑，
否则就攻击敌人
比原文的逻辑简化了一部分，因为一直在写代码，没运行起来，不知道结果，就简化了，剩下部分会在下一篇补上
直接画图的话就是这么个结构
SelectorImpl
--SequenceImpl
--ConditionIsSeeEnemy
--SelectorImpl
--SequenceImpl
--ConditionIsHealthLow
--ActionRunaway
--ActionAttack
--ActionPatrol
具体代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BehaviorTreeBuilder builder = new BehaviorTreeBuilder();
BehaviorTree behaviorTree =
builder.addBehaviour(new SelectorImpl())
.addBehaviour(new SequenceImpl())
.addBehaviour(new ConditionIsSeeEnemy())
.back()
.addBehaviour(new SelectorImpl())
.addBehaviour(new SequenceImpl())
.addBehaviour(new ConditionIsHealthLow())
.back()
.addBehaviour(new ActionRunaway())
.back()
.back()
.addBehaviour(new ActionAttack())
.back()
.back()
.back()
.addBehaviour(new ActionPatrol())
.end();
//模拟执行行为树
for (int i = 0; i < 10; ++i){
behaviorTree.tick();
System.out.println("--------------" + i + "------------");
}
System.out.println("pause ");
}
}运行结果
运行结果： Not SeeEnemy ActionPatrol 巡逻 --------------0------------ Not SeeEnemy ActionPatrol 巡逻 --------------1------------ Not SeeEnemy ActionPatrol 巡逻 --------------2------------ SeeEnemy Health is low ActionRunaway 跑路 --------------3------------ Not SeeEnemy ActionPatrol 巡逻 --------------4------------ SeeEnemy Health is low ActionRunaway 跑路 --------------5------------ Not SeeEnemy ActionPatrol 巡逻 --------------6------------ SeeEnemy Health is low ActionRunaway 跑路 --------------7------------ SeeEnemy Health is low ActionRunaway 跑路 --------------8------------ SeeEnemy Health is low ActionRunaway 跑路 --------------9------------ pause
nice
上面的代码在码云上 https://gitee.com/lizhaoandroid/BehaviorTree ，定格分支为release1.1上
可以加qq群一起学习讨论Java游戏服务器开发的相关知识 676231524