行为树

一个简洁、高效的 TypeScript 行为树库。遵循"好品味"设计原则：简单数据结构，消除特殊情况，直接暴露问题。

特性

• 🎯 简洁设计: 零废话，直接解决问题
• 🔧 类型安全: 完整 TypeScript 支持
• 🚀 高性能: 优化的执行机制，最小开销
• 🧠 记忆节点: 智能状态记忆，避免重复计算
• 📦 零依赖: 纯净实现，无第三方依赖
• 🔄 状态管理: 分层黑板系统，数据隔离清晰

快速开始

安装

npm install kunpocc-behaviortree

基础示例

import { 
    BehaviorTree, Status, Action, Condition, 
    Sequence, Selector 
} from 'kunpocc-behaviortree';

// 定义实体
interface Enemy {
    health: number;
    hasWeapon: boolean;
    position: { x: number, y: number };
}

const enemy: Enemy = {
    health: 30,
    hasWeapon: true,
    position: { x: 100, y: 200 }
};

// 创建行为树
const tree = new BehaviorTree(enemy,
    new Selector(
        // 生命值低时逃跑
        new Sequence(
            new Condition((node) => {
                const entity = node.getEntity<Enemy>();
                return entity.health < 50;
            }),
            new Action((node) => {
                console.log("血量低，逃跑！");
                return Status.SUCCESS;
            })
        ),
        // 否则攻击
        new Action((node) => {
            console.log("发起攻击！");
            return Status.SUCCESS;
        })
    )
);

// 执行
tree.tick(); // 输出: "血量低，逃跑！"

核心概念

状态类型

enum Status {
    SUCCESS,    // 成功
    FAILURE,    // 失败  
    RUNNING     // 运行中
}

节点类型

• 组合节点: 控制子节点执行逻辑（Sequence、Selector、Parallel等）
• 装饰节点: 修饰单个子节点（Inverter、Repeat、Limit等）
• 叶子节点: 执行具体逻辑（Action、Condition、Wait等）

节点详解

组合节点 (Composite)

Sequence - 顺序节点

按顺序执行子节点，全部成功才成功：

new Sequence(
    checkAmmo,        // 检查弹药
    aim,              // 瞄准
    shoot             // 射击
)
// 只有全部成功才返回SUCCESS

Selector - 选择节点

选择第一个成功的子节点：

new Selector(
    tryMeleeAttack,   // 尝试近战
    tryRangedAttack,  // 尝试远程
    retreat           // 撤退
)
// 任一成功就返回SUCCESS

Parallel - 并行节点

同时执行所有子节点，全部成功才成功：

new Parallel(
    moveToTarget,     // 移动到目标
    playAnimation,    // 播放动画
    updateUI          // 更新UI
)
// 任一失败返回FAILURE，有RUNNING返回RUNNING，全部SUCCESS才返回SUCCESS

ParallelAnySuccess - 并行任一成功

同时执行所有子节点，任一成功就成功：

new ParallelAnySuccess(
    findCover,        // 寻找掩体
    callForHelp,      // 呼叫支援  
    counterAttack     // 反击
)
// 任一SUCCESS就返回SUCCESS

Memory节点 - 状态记忆

记忆节点会记住上次执行位置，避免重复执行：

// MemSequence - 记忆顺序节点
new MemSequence(
    longTask1,        // 第一次：SUCCESS，继续下一个
    longTask2,        // 第一次：RUNNING，记住这个位置； 第二次：从longTask2开始继续执行
    longTask3
)

// MemSelector - 记忆选择节点  
new MemSelector(
    expensiveCheck1,  // 第一次：FAILURE，继续下一个
    expensiveCheck2,  // 第一次：RUNNING，记住这个位置； 第二次：从expensiveCheck2开始执行
    fallback          // 如果前面都是FAILURE才会执行到这里
)

RandomSelector - 随机选择

随机选择一个子节点执行：

new RandomSelector(
    idleBehavior1,
    idleBehavior2, 
    idleBehavior3
)

装饰节点 (Decorator)

Inverter - 反转节点

反转子节点的成功/失败状态：

new Inverter(
    new Condition((node) => {
        const enemy = node.getEntity<Enemy>();
        return enemy.isAlive;
    })
) // 敌人死亡时返回SUCCESS

Repeat - 重复节点

重复执行子节点指定次数：

new Repeat(
    new Action((node) => {
        console.log("射击");
        return Status.SUCCESS;
    }),
    3  // 射击3次
)

RepeatUntilSuccess - 重复直到成功

new RepeatUntilSuccess(
    new Action((node) => {
        console.log("尝试开门");
        return Math.random() > 0.5 ? Status.SUCCESS : Status.FAILURE;
    }),
    5  // 最多尝试5次
)

RepeatUntilFailure - 重复直到失败

new RepeatUntilFailure(
    new Action((node) => {
        console.log("收集资源");
        return Status.SUCCESS; // 持续收集直到失败
    }),
    10 // 最多收集10次
)

LimitTime - 时间限制

new LimitTime(
    new Action((node) => {
        console.log("执行复杂计算");
        return Status.SUCCESS;
    }),
    2.0  // 最多执行2秒
)

LimitTicks - 次数限制

new LimitTicks(
    new Action((node) => {
        console.log("尝试操作");
        return Status.SUCCESS;
    }),
    5  // 最多执行5次
)

叶子节点 (Leaf)

Action - 动作节点

执行自定义逻辑：

new Action((node) => {
    // 直接获取实体
    const target = node.getEntity<Character>();
    
    // 访问黑板数据
    const ammo = node.get<number>('ammo');
    
    if (target && ammo > 0) {
        console.log("攻击目标");
        node.set('ammo', ammo - 1);
        return Status.SUCCESS;
    }
    return Status.FAILURE;
})

Condition - 条件节点

检查条件：

new Condition((node) => {
    const player = node.getEntity<Player>();
    const health = player.health;
    return health > 50; // true->SUCCESS, false->FAILURE
})

WaitTime - 时间等待

new WaitTime(2.5)  // 等待2.5秒

WaitTicks - 帧数等待

new WaitTicks(60)  // 等待60帧

黑板系统

黑板系统提供分层数据存储，支持数据隔离和查找链：

// 在节点中使用黑板
new Action((node) => {
    // 直接获取实体
    const entity = node.getEntity<Character>();
    
    // 本地数据（仅当前节点可见）
    node.set('local_count', 1);
    const count = node.get<number>('local_count');
    
    // 树级数据（整棵树可见）
    node.setRoot('tree_data', 'shared');
    const shared = node.getRoot<string>('tree_data');
    
    // 全局数据（所有树可见）
    node.setGlobal('global_config', config);
    const config = node.getGlobal<Config>('global_config');
    
    return Status.SUCCESS;
})

数据查找链

黑板数据按以下顺序查找：

1. 当前节点的本地黑板
2. 父节点的黑板
3. 递归向上查找到根节点

Memory节点的数据隔离

Memory节点会创建独立的子黑板，确保状态隔离：

const mem1 = new MemSequence(/* ... */);
const mem2 = new MemSequence(/* ... */);
// mem1 和 mem2 的记忆状态完全独立

完整示例

import { 
    BehaviorTree, Status, Action, Condition,
    Sequence, Selector, MemSelector, Parallel,
    Inverter, RepeatUntilSuccess, LimitTime
} from 'kunpocc-behaviortree';

interface Character {
    health: number;
    mana: number;
    hasWeapon: boolean;
    isInCombat: boolean;
    position: { x: number, y: number };
}

const character: Character = {
    health: 80,
    mana: 50, 
    hasWeapon: true,
    isInCombat: false,
    position: { x: 0, y: 0 }
};

// 构建复杂行为树
const behaviorTree = new BehaviorTree(character,
    new Selector(
        // 战斗行为
        new Sequence(
            new Condition((node) => {
                const char = node.getEntity<Character>();
                return char.isInCombat;
            }),
            new Selector(
                // 生命值低时治疗
                new Sequence(
                    new Condition((node) => {
                        const char = node.getEntity<Character>();
                        return char.health < 30;
                    }),
                    new RepeatUntilSuccess(
                        new Action((node) => {
                            const char = node.getEntity<Character>();
                            if (char.mana >= 10) {
                                char.health += 20;
                                char.mana -= 10;
                                console.log("治疗完成");
                                return Status.SUCCESS;
                            }
                            return Status.FAILURE;
                        }),
                        3 // 最多尝试3次
                    )
                ),
                // 正常攻击
                new Sequence(
                    new Condition((node) => {
                        const char = node.getEntity<Character>();
                        return char.hasWeapon;
                    }),
                    new LimitTime(
                        new Action((node) => {
                            console.log("发起攻击");
                            return Status.SUCCESS;
                        }),
                        1.0 // 攻击最多1秒
                    )
                )
            )
        ),
        // 非战斗行为 - 巡逻
        new MemSelector(
            new Action((node) => {
                console.log("巡逻点A");
                return Status.SUCCESS;
            }),
            new Action((node) => {
                console.log("巡逻点B"); 
                return Status.SUCCESS;
            }),
            new Action((node) => {
                console.log("巡逻点C");
                return Status.SUCCESS;
            })
        )
    )
);

// 执行行为树
console.log("=== 执行行为树 ===");
behaviorTree.tick(); // 输出: "巡逻点A"

// 进入战斗状态
character.isInCombat = true;
character.health = 20; // 低血量

behaviorTree.tick(); // 输出: "治疗完成"

最佳实践

1. 节点设计原则

• 单一职责: 每个节点只做一件事
• 状态明确: 明确定义SUCCESS/FAILURE/RUNNING的含义
• 避免副作用: 尽量避免节点间的隐式依赖

2. 性能优化

// ✅ 好的做法 - 使用记忆节点避免重复计算
new MemSelector(
    expensivePathfinding,   // 复杂寻路只计算一次
    fallbackBehavior
)

// ❌ 避免 - 每次都重新计算
new Selector(
    expensivePathfinding,   // 每次tick都会重新计算
    fallbackBehavior  
)

3. 黑板使用

// ✅ 好的做法 - 合理使用数据层级
new Action((node) => {
    // 获取实体
    const player = node.getEntity<Player>();
    
    // 临时数据用本地黑板
    node.set('temp_result', calculation());
    
    // 共享数据用树级黑板
    node.setRoot('current_target', target);
    
    // 配置数据用全局黑板
    node.setGlobal('game_config', config);
})

4. 错误处理

// ✅ 明确的错误处理
new Action((node) => {
    try {
        const result = riskyOperation();
        return result ? Status.SUCCESS : Status.FAILURE;
    } catch (error) {
        console.error('Operation failed:', error);
        return Status.FAILURE;
    }
})

测试覆盖

本库包含全面的测试用例，覆盖：

• ✅ 17种节点类型 (100%覆盖)
• ✅ Memory节点状态管理
• ✅ 黑板数据隔离
• ✅ 边界条件处理
• ✅ 复杂嵌套场景

运行测试：

npm test

API 参考

核心类

BehaviorTree<T>

constructor(entity: T, root: IBTNode)
tick(): Status           // 执行一次行为树
reset(): void           // 重置所有状态

Status

enum Status {
    SUCCESS = 0,
    FAILURE = 1, 
    RUNNING = 2
}

节点接口

interface IBTNode {
    readonly children: IBTNode[];
  	// 节点黑板
    local: IBlackboard;
    tick(): Status;
    
    // 优先写入自己的黑板数据, 如果没有则写入父节点的黑板数据
    set<T>(key: string, value: T): void;
    get<T>(key: string): T;
  	// 写入树根节点的黑板数据
    setRoot<T>(key: string, value: T): void;
    getRoot<T>(key: string): T;
  	// 写入全局黑板数据
    setGlobal<T>(key: string, value: T): void;
    getGlobal<T>(key: string): T;
    
    // 实体访问
    getEntity<T>(): T;
}

许可证

ISC License - 详见 LICENSE 文件

贡献

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