游戏人工智能实验报告四.docx
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游戏人工智能实验报告四
实验四有限状态机实验
实验报告
一、实验目的
通过蚂蚁世界实验掌握游戏中追有限状态机算法
二、实验仪器
Windows7系统
MicrosoftVisualStudio2015
三、实验原理及过程
1）制作菜单
设置参数：
点击会弹出对话框，设置一些参数，红、黑蚂蚁的家会在地图上标记出来
运行：
设置好参数后点击运行，毒药、食物、水会在地图上随机显示
下一步：
2只红蚂蚁和2只黑蚂蚁会随机出现在地图上，窗口右方还会出现红、黑蚂蚁当前数量的统计
不断按下一步，有限状态机就会不断运行，使蚁群产生变化
2）添加加速键
资源视图中
下方
选择ID和键值
3）新建头文件def.h
在AntView.cpp中加入#include"def.h"
与本实验有关的数据大都是在这里定义的
intflag=0;
#definekForage1
#definekGoHome2
#definekThirsty3
#definekDead4
#definekMaxEntities200
classai_Entity{
public:
inttype;
intstate;
introw;
intcol;
ai_Entity（）;
~ai_Entity（）{}
voidNew（inttheType,inttheState,inttheRow,inttheCol）;
voidForage（）;
voidGoHome（）;
voidThirsty（）;
voidDead（）;
};
ai_EntityentityList[kMaxEntities];
#definekRedAnt1
#definekBlackAnt2
intRedHomeRow;
intRedHomeCol;
intBlackHomeRow;
intBlackHomeCol;
intRedNum=2;
intBlackNum=2;
//地图大小，可改变
#definekMaxRows30
#definekMaxCols40
#defineLENGTH20
intterrain[kMaxRows][kMaxCols];
#definekGround1
#definekWater2
#definekBlackHome3
#definekRedHome4
#definekPoison5
#definekFood6
//ai_Entity类中函数的定义
ai_Entity:
:
ai_Entity（）
{
type=0;
state=0;
row=0;
col=0;
}
intRnd（intmin,intmax）//不能产生负数
{
intresult;
do{
result=rand（）%max;
}while（result<=min）;
returnresult;
}
voidai_Entity:
:
New（inttheType,inttheState,inttheRow,inttheCol）
{
type=theType;
row=theRow;
col=theCol;
state=theState;
}
voidai_Entity:
:
Forage（）
{
introwMove;
intcolMove;
intnewRow;
intnewCol;
intfoodRow;
intfoodCol;
intpoisonRow;
intpoisonCol;
rowMove=Rnd（-1,3）-1;
colMove=Rnd（-1,3）-1;
newRow=row+rowMove;
newCol=col+colMove;
if（newRow<0）
return;
if（newCol<0）
return;
if（newRow>=kMaxRows）
return;
if（newCol>=kMaxCols）
return;
if（（terrain[newRow][newCol]==kGround）||（terrain[newRow][newCol]==kWater））
{
row=newRow;
col=newCol;
}
if（terrain[newRow][newCol]==kFood）
{
row=newRow;
col=newCol;
terrain[row][col]=kGround;
state=kGoHome;
do{
foodRow=Rnd（-1,kMaxRows）;
foodCol=Rnd（-1,kMaxCols）;
}while（terrain[foodRow][foodCol]!
=kGround）;
terrain[foodRow][foodCol]=kFood;
}
if（terrain[newRow][newCol]==kPoison）
{
row=newRow;
col=newCol;
terrain[row][col]=kGround;
state=kDead;
do{
poisonRow=Rnd（-1,kMaxRows）;
poisonCol=Rnd（-1,kMaxCols）;
}while（terrain[poisonRow][poisonCol]!
=kGround）;
terrain[poisonRow][poisonCol]=kPoison;
}
}
voidai_Entity:
:
GoHome（）
{
introwMove;
intcolMove;
intnewRow;
intnewCol;
inthomeRow;
inthomeCol;
intpoisonRow;
intpoisonCol;
inti;
if（type==kRedAnt）
{
homeRow=RedHomeRow;
homeCol=RedHomeCol;
}
else
{
homeRow=BlackHomeRow;
homeCol=BlackHomeCol;
}
if（rowrowMove=1;
elseif（row>homeRow）
rowMove=-1;
else
rowMove=0;
if（colcolMove=1;
elseif（col>homeCol）
colMove=-1;
else
colMove=0;
newRow=row+rowMove;
newCol=col+colMove;
if（newRow<0）
return;
if（newCol<0）
return;
if（newRow>=kMaxRows）
return;
if（newCol>=kMaxCols）
return;
if（terrain[newRow][newCol]!
=kPoison）
{
row=newRow;
col=newCol;
}
else
{
row=newRow;
col=newCol;
terrain[row][col]=kGround;
state=kDead;
do{
poisonRow=Rnd（-1,kMaxRows）;
poisonCol=Rnd（-1,kMaxCols）;
}while（terrain[poisonRow][poisonCol]!
=kGround）;
terrain[poisonRow][poisonCol]=kPoison;
}
if（（newRow==homeRow）&&（newCol==homeCol））
{
row=newRow;
col=newCol;
state=kThirsty;
for（i=0;iif（entityList[i].type==0）
{
entityList[i].New（type,kForage,homeRow,homeCol）;
if（type==kRedAnt）
RedNum++;
if（type==kBlackAnt）
BlackNum++;
break;
}
}
}
voidai_Entity:
:
Thirsty（）
{
introwMove;
intcolMove;
intnewRow;
intnewCol;
intfoodRow;
intfoodCol;
intpoisonRow;
intpoisonCol;
rowMove=Rnd（-1,3）-1;
colMove=Rnd（-1,3）-1;
newRow=row+rowMove;
newCol=col+colMove;
if（newRow<0）
return;
if（newCol<0）
return;
if（newRow>=kMaxRows）
return;
if（newCol>=kMaxCols）
return;
if（（terrain[newRow][newCol]==kGround）||（terrain[newRow][newCol]==kFood））
{
row=newRow;
col=newCol;
}
if（terrain[newRow][newCol]==kWater）
{
row=newRow;
col=newCol;
terrain[row][col]=kGround;
state=kForage;
do{
foodRow=Rnd（-1,kMaxRows）;
foodCol=Rnd（-1,kMaxCols）;
}while（terrain[foodRow][foodCol]!
=kGround）;
terrain[foodRow][foodCol]=kWater;
}
if（terrain[newRow][newCol]==kPoison）
{
row=newRow;
col=newCol;
terrain[row][col]=kGround;
state=kDead;
do{
poisonRow=Rnd（-1,kMaxRows）;
poisonCol=Rnd（-1,kMaxCols）;
}while（terrain[poisonRow][poisonCol]!
=kGround）;
terrain[poisonRow][poisonCol]=kPoison;
}
}
voidai_Entity:
:
Dead（）
{
if（type==kRedAnt）
RedNum--;
if（type==kBlackAnt）
BlackNum--;
type=0;
}
4）制作对话框
添加资源，拖动控件
9个静态文本框，7个编辑框
右键对话框添加类InputDlg，添加成员变量
intm_RedHomeRow;
intm_RedHomeCol;
intm_BlackHomeRow;
intm_BlackHomeCol;
intm_food;
intm_water;
intm_poison;
在AntView.cpp中加入#include"InputDlg.h"
5）对菜单项添加事件
给CAntView类添加一些成员变量
没做说明都是添加到CAntView类，没做说明都是COMMAND事件。
设置参数：
点击出现对话框，输入值，确定后赋给CAntView的成员变量，刷新窗口
voidCAntView:
:
OnData（）
{
//TODO:
在此添加命令处理程序代码
InputDlgdlg;
if（dlg.DoModal（）==IDOK）
{
RedHomeRow=kRedHomeRow=dlg.m_RedHomeRow;
RedHomeCol=kRedHomeCol=dlg.m_RedHomeCol;
BlackHomeRow=kBlackHomeRow=dlg.m_BlackHomeRow;
BlackHomeCol=kBlackHomeCol=dlg.m_BlackHomeCol;
kMaxWater=dlg.m_water;
kMaxFood=dlg.m_food;
kMaxPoison=dlg.m_poison;
}
if（kRedHomeRow>=kMaxRows||kBlackHomeRow>=kMaxRows||kRedHomeCol>=kMaxCols||kBlackHomeCol>=kMaxCols
||kRedHomeRow<0||kBlackHomeRow<0||kRedHomeCol<0||kBlackHomeCol<0
||kRedHomeRow==kBlackHomeRow&&kRedHomeCol==kBlackHomeCol）
{
AfxMessageBox（L"输入坐标不合法，请重新输入！
"）;
return;
}
flag=1;
Invalidate（）;
}
运行：
初始化数组，随机生成毒药、事物、水，刷新窗口
voidCAntView:
:
OnRun（）
{
//TODO:
在此添加命令处理程序代码
if（flag==0）
{
AfxMessageBox（L"还未设置蚂蚁家的位置！
"）;
return;
}
if（flag!
=1）
return;
inti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j{
terrain[i][j]=kGround;
}
terrain[kRedHomeRow][kRedHomeCol]=kRedHome;
terrain[kBlackHomeRow][kBlackHomeCol]=kBlackHome;
srand（time（NULL））;//取系统时间为随机种子
intr,c;
for（i=0;i{
r=Rnd（-1,kMaxRows）;
c=Rnd（-1,kMaxCols）;
if（terrain[r][c]==kGround）
terrain[r][c]=kWater;
else
i--;
}
for（i=0;i{
r=Rnd（-1,kMaxRows）;
c=Rnd（-1,kMaxCols）;
if（terrain[r][c]==kGround）
terrain[r][c]=kPoison;
else
i--;
}
for（i=0;i{
r=Rnd（-1,kMaxRows）;
c=Rnd（-1,kMaxCols）;
if（terrain[r][c]==kGround）
terrain[r][c]=kFood;
else
i--;
}
flag=2;
Invalidate（）;
}
下一步：
有限状态机的核心代码，刷新窗口
voidCAntView:
:
OnNext（）
{
//TODO:
在此添加命令处理程序代码
if（flag==2）
{
//kGround才能新建
intx,y;
for（inti=0;i<2;i++）
{
x=Rnd（-1,kMaxCols）;
y=Rnd（-1,kMaxRows）;
if（terrain[y][x]==kGround）
{
entityList[i].New（kRedAnt,kForage,y,x）;
}
else
i--;
}
for（inti=2;i<4;i++）
{
x=Rnd（-1,kMaxCols）;
y=Rnd（-1,kMaxRows）;
if（terrain[y][x]==kGround）
{
entityList[i].New（kBlackAnt,kForage,y,x）;
}
else
i--;
}
flag=3;
}
else
{
for（inti=0;i{
switch（entityList[i].state）
{
casekForage:
entityList[i].Forage（）;
break;
casekGoHome:
entityList[i].GoHome（）;
break;
casekThirsty:
entityList[i].Thirsty（）;
break;
casekDead:
entityList[i].Dead（）;
break;
default:
break;
}
}
}
Invalidate（）;
}
6）OnDraw函数
flag是标志变量，便于控制绘图
voidCAntView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CAntDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
if（!
pDoc）
return;
//TODO:
在此处为本机数据添加绘制代码
inti,j;
//绘制网格
for（i=0;i<=LENGTH*kMaxRows;i+=LENGTH）
{
//画横线
pDC->MoveTo（0,i）;
pDC->LineTo（LENGTH*kMaxCols,i）;
}
for（i=0;i<=LENGTH*kMaxCols;i+=LENGTH）
{
//画竖线
pDC->MoveTo（i,0）;
pDC->LineTo（i,LENGTH*kMaxRows）;
}
//画出红黑房子
if（flag>=1）
{
pDC->TextOutW（kBlackHomeCol*LENGTH+1,kBlackHomeRow*LENGTH+1,L"H"）;
pDC->SetTextColor（RGB（255,0,0））;
pDC->TextOutW（kRedHomeCol*LENGTH+1,kRedHomeRow*LENGTH+1,L"H"）;
pDC->SetTextColor（RGB（0,0,0））;
}
if（flag>=2）//遍历数组在相应位置显示图片（水滴、骷髅、苹果）
{
CDCdcMemory;
dcMemory.CreateCompatibleDC（pDC）;
CBitmapbmp1,bmp2,bmp3;
BITMAPbmpInfo1,bmpInfo2,bmpInfo3;
bmp1.LoadBitmapW（IDB_BITMAP1）;
bmp1.GetBitmap（&bmpInfo1）;
bmp2.LoadBitmapW（IDB_BITMAP2）;
bmp2.GetBitmap（&bmpInfo2）;
bmp3.LoadBitmapW（IDB_BITMAP3）;
bmp3.GetBitmap（&bmpInfo3）;
CBitmap*pOldBitmap=dcMemory.SelectObject（&bmp1）;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
if（terrain[i][j]==kWater）
{
dcMemory.SelectObject（&bmp1）;
pDC->StretchBlt（j*LENGTH+1,i*LENGTH+1,19,19,&dcMemory,0,0,bmpInfo1.bmWidth,bmpInfo1.bmHeight,SRCCOPY）;
}
elseif（terrain[i][j]==kPoison）
{
dcMemory.SelectObject（&bmp2）;
pDC->StretchBlt（j*LENGTH+1,i*LENGTH+1,19,19,&dcMemory,0,0,bmpInfo2.bmWidth,bmpInfo2.bmHeight,SRCCOPY）;
}
elseif（terrain[i][j]==kFood）
{
dcMemory.SelectObject（&bmp3）;
pDC->StretchBlt（j*LENGTH+1,i*LENGTH+1,18,18,&dcMemory,0,0,bmpInfo3.bmWidth,bmpInfo3.bmHeight,SRCCOPY）;
}
}
}
dcMemory.SelectObject（pOldBitmap）;
}
if（flag>=3）//绘制蚂蚁
{
CDCdcMemory;
dcMemory.CreateCompatibleDC（pDC）;
CBitmapbmp1,bmp2;
BITMAPbmpInfo1,bmpInfo2;
bmp1.LoadBitmapW（IDB_BITMAP4）;
bmp1.GetBitmap（&bmpInfo1）;
bmp2.LoadBitmapW（IDB_BITMAP5）;
bmp2.GetBitmap（&bmpInfo2）;
CBitmap*pOldBitmap=dcMemory.SelectObject（&bmp1）;
for（i=0;i{
if（entityList[i].type==kRedAnt）
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