有限状态机时代终结的10大理由

做者：alexjc

译者：赖勇浩（恋花蝶）

原文地址：http://aigamedev.com/questions/fsm-age-is-over

本文最初发表于恋花蝶的博客（http://blog.csdn.net/lanphaday），如蒙转载，敬请保留全文完整，包括本声明。

通过几个月的发展， AiGameDev.com 造成了一个小有气候的社区，谢谢你们支持！每一个周五，我将抽出时间来回答你们的问题，你能够在 blog 和论坛 上提问。

有限状态机在过去十年里变得很是流行，游戏开发者用它开发了不少极具趣味的游戏。但再好的事情也有个结束，是否到了使用比 FSM 更好的技术来完成 AI 逻辑的时代了？

本周的问题是一个评论，erm@duh.org提出了一个与周三的教程系列有关的有趣话题，让我把它改得更有建设性一些：

 “据我所知不少领域（如游戏业界）都使用有限状态机来实现游戏 AI。为何你不用它来实现这个模拟游戏里的狗的行为？”

这个教程使用行为树来体现它与状态机的不一样，并且游戏 AI 开发者也可以从中获得分级逻辑的好处。

固然咱们也能够用有限状态机（FSM）来构建相同的行为。但业内人士都知道这一技术在逻辑增加时有多么有脆弱。远离 FSM 是避免游戏项目变得一塌糊涂的选择！

非正统

问题： 构建 FSM 的方式对于不一样的软件工程师而言是彻底不一样的流程。是的，概念上它是“设计师友好”的，但实际上应用 FSM 须要应用很是多的编程知识和细节。

缘由： FSM 要求每个状态明确地转换到另外一状态。没有一个编程语言须要这样，语言自己的语义就隐含了全部转换（如C++编译器从语句构造执行指令序列）。

过于底层

问题： 编辑FSM的逻辑很是底层，并且机械性十足。咱们经常会发现本身老是在构建类似的行为，并且这会花费咱们大部分时间。

缘由： 咱们所能作的仅是编辑从一状态到另外一状态的转换，而没法作出更高层次的模式致使频繁重复类似的序列或条件。有限状态机的世界不存在元编程（Meta-programming）。

逻辑受限

问题： 有限状态机形式固定，从而致使计算受限（又称为非图灵完备）。这意味着咱们不能像计数同样作事。

缘由： 若是咱们把事件看成符号，咱们只能用有限状态自动机识别正则文法，这一方法下一个正则表达式不能识别某些类别的文本模式。一样，有限状态机仅能做为正则语言的传感器。

须要自定义扩展

问题： 游戏开发者在实践中常常须要扩展 FSM 才能将其用于项目，然而这并不容易被理解，甚至还缺少文档。这是与FSM的学术基础并不相同。

缘由： 由于 FSM 受限于理论，开发者必须自行增长功能扩展以实现肯定的某些特性。这意味着要用编程语言去实现计数器、计时器和任何形式的内存对象。

难以标准化

问题： 不像规划器（HTN）或搜索算法（A*），它们能用相关的通用方法实现。而 FSM 则很是难以在不一样的游戏间重用，甚至在引擎是不一样的部分重用也不可能。

缘由： 由于 FSM 是非图灵完备的， FSM 须要为每一问题自定义特定的解决方案。这使得它们适用度极低，而不像脚本语言同样可以很容易地从新打包。

非自主的

问题： 使用 FSM 实现目标导向的行为须要作不少工做。这是一个大问题，由于大部分有针对性的AI 须要处理长远目标。

缘由： FSM 运做于反应模式，只能处理事件和触发跳转。它们没法自动向前（又称为自主），所以咱们必须为全部不一样的目标手动转换。

难以并发

问题： FSM 难以并发。当并行运行多个状态机，要么死锁，要么咱们经过手工编辑来确保它们在某个程度上可以兼容。

缘由： FSM 存储的信息越多在处理外部资源冲突上的问题就越多。使状态机并发的解决方案一般是扩展 FSM 自身，把它做为支持逻辑或一套工具来保证并发安全。

大规模支持较差

问题： 有限状态机，甚至是分层的，也难以大规模扩展。它们每每是在其中夹杂一大块逻辑代码，而非行为编辑模块化。

缘由： FSM 并不利用编程语言提供的用以解决大问题的规模化特性，一样地FSM 也难以同步多个行为模块。

劳动密集型

问题： 用 FSM 实现任何设计都须要作大量工做。甚至状态机自己也有着无数问题。

缘由： 如前所述，应对全部挑战须要花费设计师的大量时间，甚至最终这还会成行为中的 bugs 的来源！

行业进步

事实： 许多资深游戏开发者已经再也不使用有限状态机，而是使用行为树之类的可替换方案。

事实： 如今多个游戏 AI 中间件提供商致力于规划器实现的 AI，在 2008 年将会见到更多可用的此类产品。

结论

FSM，就像其它技术同样，在游戏开发的进程中占有了应得的一席之地。然而，开发者默认使用有限状态机来实现 AI 的时代，已经行将结束。带有协程的脚本在今天已经极其流行，而分级规划器将愈来愈多地应用在游戏及其中间件。

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