协程的替代方案

Question

这个例子已在另一个问题中使用，以说明如何使用协程来编写视频游戏中的过场动画脚本：

bob.walkto(jane)
bob.lookat(jane)
bob.say("How are you?")
wait(2)
jane.say("Fine")
...

每个函数都会交给主引擎，该引擎在恢复协程之前执行动画、计时等操作。协程的一种可能替代方案是事件队列而不是代码，但必须将控制逻辑和循环实现为事件。是否有其他协程替代方案可用于实现此类功能？我在一些文章中看到过回调，但我不确定代码会是什么样子。

Answer 1

协程非常适合这种情况，因为您可以轻松地保留所有本地状态变量。即无需手动将其存储在某个上下文中。

但我不认为事件系统可以作为替代方案。除了基于协程的脚本系统之外，更多的是您最可能想要的补充。

示例（在某种程度上连贯的 C++ 中）：

您已经按照以下方式使用协程实现了一种行为：

class EnterHouse : public NPCBehavior
{
    EnterHouse(House theHouse) { _theHouse = theHouse; }
    void Begin() { _theHouse.AddNPC(NPC()); }
    void Update()
    {
        NPC().WalkTo(_theHouse.GetDoor().Position());
        NPC().FaceObject(_theHouse.GetDoor());
        NPC().PlayAnimation(NPC().Animations().Get(eAnimKnockOnDoor));
        Sleep(1.0f);       
        NPC().OpenDoor(_theHouse.GetDoor());
    }
    void End() { /* Nothing */ }

    private House _theHouse;
}

想象一下 NPC 上的方法本身将创建 NPCBehavior 对象，将它们推送到某种行为堆栈上并从这些行为完成时的调用。

Sleep(1.0f) 调用将让位于您的脚本调度程序并允许其他脚本运行。 WalkTo、FaceObject、PlayAnimation 和 OpenDoor 也会调用 Sleep 来让出。基于已知的动画持续时间，定期唤醒以查看探路器和运动系统是否完成行走或其他操作。

如果NPC在去门口的路上遇到必须处理的情况怎么办？您不想在基于协程的代码中到处检查所有这些事件。使用事件系统来补充协程将使这一切变得简单：

垃圾桶翻倒：垃圾桶可以向附近的所有 NPC 广播事件。 NPC 对象决定将一个新的行为对象推送到他的堆栈上来修复它。 WalkTo 行为处于某处的生成 Sleep 调用中，但现在 FixTrashcan 行为由于该事件而正在运行。当 FixTrashcan 完成时，WalkTo 行为将从 Sleep 中唤醒，并且永远不会知道垃圾桶事件。但它仍然会在通往门口的路上，而在它的下面我们仍然在运行 EnterHouse。

发生爆炸：爆炸会像垃圾桶一样广播事件，但这次 NPC 对象决定重置其运行行为并推送 FleeInPanic 行为。他不会返回EnterHouse。

我希望您明白我所说的让事件和协程同时存在于人工智能系统中是什么意思。您可以使用协程来保持本地状态，同时仍然屈服于脚本调度程序，并且您可以使用事件来处理中断并保持集中处理它们的逻辑，而不会污染您的行为。

如果您还没有看过 Thomas Tong 撰写的这篇文章，了解如何实现单-C/C++ 中的线程协程 我强烈推荐它。

他只使用最少量的内联汇编（一条指令）来保存堆栈指针，并且代码可以轻松移植到一大堆平台。我已经在 Wintel、Xbox 360、PS3 和 Wii 上运行过它。

调度程序/脚本设置的另一个好处是，如果您需要资源做其他事情，那么饿死屏幕外或远处的人工智能角色/脚本对象就变得微不足道了。只需将其与调度程序中的优先级系统结合起来，就可以开始了。

Answer 2

回调（C# 风格的伪代码）：

bob.walkto(jane, () => {
    bob.lookat(jane), () => {
        bob.say.....
    })
})

绝对不是最方便的方法。

另一种方法是Futures（也称为承诺）：

futureChain = bob.walkto(jane)
  .whenDone(bob.lookAt(jane))
  .whenDone(...)
  .after(2 seconds, jane.Say("fine"));

futureChain.run();

一种有趣的语言是E - 它内置了对 futures 的支持，语法比上面更好。

Answer 3

你没有提到你使用的是什么语言，所以我将用中间类提供的面向对象的 Lua 来编写这个 - https://github.com/kikito/middleclass（免责声明：我是中产阶级的创造者）

另一种选择是将过场动画分成“动作列表”。如果您已经有一个在对象列表上调用“更新”方法的游戏循环，这可能会更好地与您的代码融合。

像这样：

helloJane = CutScene:new(
  WalkAction:new(bob, jane),
  LookAction:new(bob, jane),
  SayAction:new(bob, "How are you?"),
  WaitAction:new(2),
  SayAction:new(jane, "Fine")
)

操作将有一个 status 属性，该属性具有三个可能的值：'new'、'running'、'finished'< /代码>。所有“操作类”都是 Action 的子类，它将定义 start 和 stop 方法，并将状态初始化为 > 默认情况下为“新”。还有一个默认的 update 方法会抛出错误。

Action = class('Action')

function Action:initialize() self.status = 'new' end

function Action:stop() self.status = 'finished' end

function Action:start() self.status = 'running' end

function Action:update(dt)
  error('You must re-define update on the subclasses of Action')
end

Action 的子类可以改进这些方法，并实现 update。例如，这里是 WaitAction：

WaitAction = class('WaitAction', Action) -- subclass of Action

function WaitAction:start()
  Action.start(self) -- invoke the superclass implementation of start
  self.startTime = os.getTime() -- or whatever you use to get the time
end

function WaitAction:update(dt)
  if os.getTime() - self.startTime >= 2 then
    self:stop() -- use the superclass implementation of stop
  end
end

唯一缺少的实现部分是 CutScene。过场动画主要包含三件事：
* 要执行的操作列表
* 对当前操作的引用，或该操作在操作列表中的索引
* 如下所示的更新方法：

function CutScene:update(dt)
  local currentAction = self:getCurrentAction()
  if currentAction then
    currentAction:update(dt)
    if currentAction.status == 'finished' then
      self:moveToNextAction()
      -- more refinements can be added here, for example detecting the end of actions
    end
  end
end

使用此结构，您唯一需要的就是游戏循环在每次循环迭代时调用 helloJane:update(dt) 。并且您消除了对协程的需要。