Unity lua行为树实现（可实现rpg挂机自动战斗）

在使用Unity开发手游项目中，用Lua作为热更脚本时，也许有的RPG项目会有连战斗也要求热更，对于角色挂机自动战斗，Unity有行为树插件Behavior Designer可以实现，但不能实现战斗逻辑热更，所以我用Lua对着Behavior Designer重新实现了部分基础功能，这样，使用Lua版的行为树实现挂机自动战斗，就可以热更啦！

前提说明：
1，本文假设读者对树插件Behavior Designer有些了解，因为我是对着它思路来实现的，不了解可以去看一下，这里可能不打算介绍行为树知识。
2，我使用的时ulua的LuaFramework_UGUI来实现的，如果你使用xLua也不影响移植。
3，这当然只是实现比较简单的基础功能，不能像Behavior Designer那样有丰富的配置，但也可以继续拓展呀，如遍历行为树时间间隔为每帧，不服可以改成0.02s的配置。

实现思路始于此图：

行为树启动后，每帧tick一次，检测行为树的Task（行为树的每个节点都是一个Task）。
然后基础Task大致可以分为几大类Composites、Decorator、Action等

然后得出代码结构：
文件名和类（表）名尽量跟Behavior Designer一样。
关于Lua行为树实现基础代码都在 “LuaFramework\Lua\BehaviorTree” 文件夹下
大体代码结构如下：

系不系有点相似。

看实现之前，不如先到过来看，完成了怎么使用，再去了解它的实现。
使用方法，如，我们要完成Behavior Designer中这样的一颗行为树

行为树框架之外需要新建3个lua文件，2个自定义节点xxx.lua文件和一个拼接操作Test.lua文件，最后在游戏入口处Game.lua调用，3个文件即
：

TestConditional.lua:

TestConditionalTask = BehTree.IConditional:New()
local this = TestConditionalTask
this.name = 'TestConditionalTask'
testt = {}
idnex = 1
--
function this:OnUpdate()log('----------TestConditionalTask---------Running')log(self:ToString())--模拟Behavior Designer IsNullOrEmpty节点--IsNullOrEmpty == falsereturn BehTree.TaskStatus.Failure
end

ActionLogTask.lua

ActionLogTask = BehTree.IAction:New()
local this = ActionLogTask
this.name = 'ActionLogTask'
-- 模拟Behavior Designer Log节点
function this:OnUpdate()log('-----------ActionLogTask Success')return BehTree.TaskStatus.Success
end

Test.lua

require 'BehaviorTree/Test/TestConditionalTask'
require 'BehaviorTree/Test/ActionLogTask'--[[
代码拼接行为树有代码结构顺序要求，
代码顺序也遵从行为树的图示，上到下，从左到右拼接
上层或者本节点的前一个节点完成才能进行下一个
]]
local function BuildTree()local root = BehTree.TaskRoot:New()--这里直接使用Repeater作为入口并且检测，相当于Entrylocal entry = BehTree.Repeater:New()entry.name = '第0个复合节点repeat == Entry '--根节点添加layer：1root:PushTask(entry)--------layer:2local selector1 = BehTree.Selector:New()selector1.name = '第1个复合节点selector == Selector 'entry:AddChild(selector1)-----layer3local sequence2 = BehTree.Sequence:New()sequence2.name = '第2个复合节点sequence == Sequence'selector1:AddChild(sequence2)--layer:4,并行local testConditionalTask = TestConditionalTask:New()testConditionalTask.name = '并行第3个叶子节点 == Is Null Or Empty'local actionLogTask = ActionLogTask:New()actionLogTask.name = '并行第3个叶子节点 == Log'--添加sequence2:AddChild(testConditionalTask)--child:1sequence2:AddChild(actionLogTask)--child:2return root
endreturn BuildTree()

最后启动游戏时调用，在Game.lua中加入这3行代码，初始化和启动行为树

require 'BehaviorTree/BehaviorTreeManager'
local tree = require 'BehaviorTree/Test/Test'
BehTree.BehaviorTreeManager.RunTree(tree)

再启动游戏就能看到行为树的打印了Log了

最基本的用法就这样完成了！

那，实现代码呢？
关于行为树的实现，从BehaviorTreeManager.lua看起，看到Gmae.lua中启动的方法BehTree.BehaviorTreeManager.RunTree(tree)
BehaviorTreeManager.lua

BehTree={}
require 'BehaviorTree/Base/Enum'
require 'BehaviorTree/Base/StackList'
require 'BehaviorTree/Base/TaskRoot'
require 'BehaviorTree/Base/ITask'
require 'BehaviorTree/Base/IParent'
require 'BehaviorTree/Base/IAction'
require 'BehaviorTree/Base/IComposite'
require 'BehaviorTree/Base/IConditional'
require 'BehaviorTree/Base/IDecorator'
--复合节点（）
require 'BehaviorTree/Composite/Selector'
require 'BehaviorTree/Composite/Sequence'
--修饰节点
require 'BehaviorTree/Decorator/Repeater'
require 'BehaviorTree/Decorator/ReturnFailure'
require 'BehaviorTree/Decorator/ReturnSuccess'
require 'BehaviorTree/Decorator/UntilFailure'
require 'BehaviorTree/Decorator/Inverter'
--Action节点
require 'BehaviorTree/Action/Wait'BehTree.BehaviorTreeManager={}
local this = BehTree.BehaviorTreeManager
function this.Init()
end
--从这里开始启动一颗行为树的入口跟节点
function this.RunTree(enter)this.bhTree =entercoroutine.start(this.OnUpdate)
end--重置树下所有Action
function this.ResetTreeActions()local treeRoot = this.GetCurTreeRoot()treeRoot:ResetAllActionsState()
endfunction this.OnUpdate() while true docoroutine.step()this.UpdateTask()end
end
function this.UpdateTask()local status = this.bhTree:OnUpdate()if status ~= BehTree.TaskStatus.Running thentable.remove(this.curTrees, key)endend

总的核心思想就这样，不停的每帧去遍历自己拼装好的行为树节点，剩下的也就是节点之间的层级等关系的实现。
回到最初说的，每个节点都是一个Task，所以上面看到的Selector.lua、Sequence.lua、IComposite.lua等都是ITask.lua的子类，如此思路，举例Sequence.lua:基类->IComposite.lua:基类->IParent.lua:基类->ITask.lua

BehTree.Sequence = BehTree.IComposite:New()
local this = BehTree.Sequence
--初始默认未激活
this.curReturnStatus = BehTree.TaskStatus.Inactive
this.name = 'Sequence'
function this:OnUpdate()if self:HasChildren() == false thenlogError(self.name..'父节点类型没有子节点！！')return BehTree.TaskStatus.Failureendif self.curRunTask == nil then--选择（or）节点肯定是去找子节点self.curRunTask = self:GetNextChild()--如下不该发生if self.curRunTask == nil then--如果没有子节点logError('错误的节点配置！：没有子节点或已越界！！'..self.name..'子节点长度：'..self:GetChildCount()..'   尝试访问：'..self:GetCurChildIndex()+1)return BehTree.TaskStatus.Failureendendreturn self:RunChildByAnd()
end
--and:遇到一个false就中断执行
--序列组合节点：AND逻辑，所有子节点Success才返回Success
function this:RunChildByAnd()while self.curRunTask ~= nil doself.curReturnStatus = self.curRunTask:OnUpdate() self.curRunTask:ResetTaskStatus()--找到false或者running直接返回,就中断执行,这一帧到此结束if self.curReturnStatus == BehTree.TaskStatus.Failure then--返回Failure说明这次Sequence走完了，重置等下一轮self:Reset()return BehTree.TaskStatus.Failureelseif self.curReturnStatus == BehTree.TaskStatus.Running thenreturn BehTree.TaskStatus.Runningelse--没找到false就一直执行下去self.curRunTask = self:GetNextChild()endend--找完了所有节点没有false，那么success--说明这次Sequence走完了，重置等下一轮self.curReturnStatus = BehTree.TaskStatus.Successself:Reset()return BehTree.TaskStatus.Success
end
--重置
function this:Reset()self:ResetChildren()
end

IComposite.lua

--[[
常用于Sequence的第一个节点判断
]]
BehTree.IComposite = BehTree.IParent:New()
local this = BehTree.IComposite
this.taskType = BehTree.TaskType.Composite

IParent.lua

--[[
父任务 Parent Tasks
behavior tree 行为树中的父任务 task
包括：composite（复合），decorator（修饰符）！
虽然 Monobehaviour 没有类似的 API，但是并不难去理解这些功能：
]]BehTree.IParent = BehTree.ITask:New({})
local this = BehTree.IParent
--此时this把ITask设为元表的表
--提供共有函数
function this:New(o)o = o or {}o.curChilIndex = 0o.curRunTask = nilo.childTasks={}--o把BehTree.IParentTask设为元表，--而BehTree.IParentTask把ITask设为元表--从而保持类的属性独立，不共用setmetatable(o, self)self.__index = selfreturn o
end
--重置当前访问的子节点位置为第一个
function this:ResetChildren()self.curRunTask = nilself.curChilIndex = 0
endfunction this:GetCurChildIndex()return self.curChilIndex
end--对于ReaterTask等只能有一个子节点的
function this:GetOnlyOneChild()if self:GetChildCount() ~= 1 thenlogError('---------'..self.name..'应该有且只有一个子节点！but：childCount:'..self:GetChildCount())return nilendreturn self.childTasks[1]
end
--添加子节点有顺序要求
function this:AddChild(task)log('------------------'..self.name..'  添加子节点 : '..task.name)if task == nil thenlogError('---------------------add task is nil !!')returnendlocal index = #self.childTasks+1task.index = indextask.layer = self.layer + 1task.parent = selftask.root = self.rootself.childTasks[index] = taskself.root:AddGlobalTask(task.tag, task)return self
end
function this:ClearChildTasks()self.curIndex = 0self.childTasks = nilself.childTasks = {}
end
function this:HasChildren()if #self.childTasks <= 0 thenreturn falseelsereturn trueend
end
function this:GetChildCount()return #self.childTasks
end
function this:GetNextChild()if #self.childTasks >= (self.curChilIndex+1) then--指向當前正執行的self.curChilIndex = self.curChilIndex + 1local nextChild = self.childTasks[self.curChilIndex]return nextChildelsereturn nil end
end
--获取前一个子节点，不移动指针
function this:GetCurPrivousTask()if self.curChilIndex <=1 thenlogError(self.name..' GetCurPrivousTask : 已经是最前的Task或childtask为空')return nilelsereturn self.childTasks[self.curChilIndex-1]end
end
--获取下一个子节点，不移动指针
function this:GetCurNextTask()if self.curChilIndex >= #self.childTasks then--logError(self.name..' GetCurNextTask : 已经是最后的Task或childtask为空')return nilelsereturn self.childTasks[self.curChilIndex+1]end
end

ITask.lua

--[[
所有task基础
]]
BehTree.ITask={--不需要主动设置参数--由树结构的机制驱动的参数，taskStatus = BehTree.TaskStatus.Running,curReturnStatus = BehTree.TaskStatus.Inactive,taskType = BehTree.TaskType.UnKnow,root = nil,index = 1,parent = nil,layer = 1,--主动设置参数name = '暂未设置名称',tag = 'UnTag',--用于搜索desc = '暂无描述'
}
local this = BehTree.ITask
function this:New(o)o = o or {}setmetatable(o, self)self.__index = selfreturn o
endfunction this:ResetTaskStatus()
end
--获取同一层layer的上一个节点
function this:GetPriviousTask()if self.parent == nil thenlogError(self.name..' 找不到父节点 try call GetPriviousTask')return nilendif self.layer <= 1 thenlogError(self.name..' GetPriviousTask已经是最顶层，单独Task')return nilendlocal priviousTask = self.parent:GetCurPrivousTask()return priviousTask
end
--获取同一层layer下一个task
function this:GetNextTask()if self.parent == nil thenlogError(self.name..' 找不到父节点 try call GetNextTask')return nilendif self.layer <= 1 thenlogError(self.name..' GetNextTask已经是最顶层，单独Task')return nilendlocal nextTask = self.parent:GetCurNextTask()return nextTask
endfunction this:ToString()local name = '名称 : '..self.name..'\n'local layer = '所处层次 ：'..self.layer..'\n'local parent = '父节点 : '..self.parent.name..'\n'local index = '作为子节点顺序 : '..self.index..'\n'local desc = '描述 : '..self.desc..'\n'local status = 'UnKnow'if self.curReturnStatus == 1 thenstatus = 'Inactive'elseif self.curReturnStatus == 2 thenstatus = 'Failure'elseif self.curReturnStatus == 3 thenstatus = 'Success'elseif self.curReturnStatus == 4 thenstatus = 'Running'endlocal curReturnStatus = '运行返回结果：'..status..'\n'return name..desc..layer..parent..index..curReturnStatus
end

关于Sequence部分差不多这样，其他代码略多我就不贴完了，我传上去，可以下载来看看，
但也只有LuaFramework中的LuaFramework\Lua\BehaviorTree部分代码，而不是整个ulua工程，
记住：调用时记得在Game.lua等游戏启动入口写上这3行来启动行为树。

require 'BehaviorTree/BehaviorTreeManager'
local tree = require 'BehaviorTree/Test/Test'
BehTree.BehaviorTreeManager.RunTree(tree)

下载地址：
https://github.com/HengyuanLee/LuaBehaviorTree

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