介绍

表达式系统对外表现为一种脚本语言，用户通过编辑一个脚本，调用程序中某些特定的函数，从而实现自己需要的效果。在游戏开发中这个系统通常由程序组开发维护，交由策划组使用，来丰富游戏内容，例如不同英雄的技能逻辑、不同NPC的交互逻辑等，这些工程交给程序来做未免过于精细且往往达不到策划想要的效果，并且这些细节逻辑的变动会牵扯到程序策划两个组的联调，影响工作效率，会徒增不少工作量。~~所以程序选择造个轮子然后把工作量丢给策划~~，引入表达式系统的好处在于，一方面我们可以让策划自行决定这个行为的具体逻辑，另一方面策划们可以将不同技能的具体逻辑保存到一张Excel表中，每一个技能是什么样的逻辑都可以一目了然。

表达式系统（Express System）是指一种用在大型游戏项目中的系统，这个系统提供了一种脚本语言，形式上非常像 Lua，具体表现形式一般如下：

if Func(10) then
    DoSth(EMsgId)
else
    DoOtherThing(EMsgId)
endif

这个系统常用于给游戏策划编写相关逻辑，从而减轻程序员的维护难度，脚本本身仅支持简单的顺序和分支逻辑，不支持循环，但足够了。

表达式系统的组成较为简单，表达式系统由以下几部分组成：

程序运行时的上下文 (Context, ctx)
程序对外暴露的表达式接口 (AtomOperation, atom)
表达式脚本代码 (Expression, expr)

这个系统的诞生就是为了解决大型游戏中，大量角色技能的逻辑处理等相关问题，如果使用Lua进行同样地操作，则可能遇到Lua解释器运行过慢的问题，而表达式则可以是基于C++构建的一整套系统，因此在运行上有更好的效率。

表达式脚本代码的组成

我们参照C++ 和Lua 代码的结构来设计脚本的结构语法，最终的设计除endif外，与Lua完全一致代码整体由关键字，上下文对象，方法，公式四种组件组成，如下图所示：

关键字 Keywords

为了保证表达式系统的简洁与可读性，我们仅引入下面的几个关键字：if then else endif ，他们分别用于表示分支逻辑，分支条件，分支结束。语法结构中不提供循环，如果需要，则由程序暴露为一个方法供策划调用，而不直接由策划编写。

上下文对象 Context Objects

上下文对象是指表达式执行时由程序提供的核心环境变量，指向当前操作涉及的游戏对象或其他可能需要策划处理的内容。这里要强调的是：表达式执行的时机事实上是由程序员决定的，而策划决定的只有表达式的内容。因此程序需要将这些对象以关键字的形式暴露给策划以供调用，并在执行表达式前，明确表达式的上下文。

以战斗中技能释放的逻辑为例，策划只需要设计攻击方 Src 与受击方 Tgt 的相关行为，而不关注攻击方 Src 与受击方 Tgt具体是什么，因此程序中需要指定攻击方 Src 与受击方 Tgt 分别是什么对象，并通过上下文对象暴露出来，以供调用，例如 Src 和 Tgt 的指针具体指向什么对象，并在执行脚本的函数中将他们以上下文的形式传入，作为脚本执行时的环境变量。

上面的图中使用到Src来表示这个方法操作的对象是动作的发起者，Tgt则可能是NPC乘坐的载具，这句话可能的意思为“执行表达式的NPC将用100/载具速度的时间到达超市”。

公式 Formula

公式是表达式系统中进行数值计算和逻辑判断的核心单元。它由属性和常量通过运算符组合而成，最终计算出一个具体的值（数字、布尔值等）。策划无需关心底层实现，只需像写数学算式一样组合这些元素。前面的例子中提到的10 就是最简单的一个公式。

我们再来举一个例子，我们需要将对方的钱转一半给自己，那我们可以这么写：

IncMoney(Src, TgtMoney / 2)  # Src 增加 (TgtMoney / 2) 的值
DecMoney(Tgt, TgtMoney / 2)  # Tgt 减少 (TgtMoney / 2) 的值

在这里， TgtMoney / 2 是一个公式。其中 TgtMoney 是属性，2 是常量，/ 是运算符。我们假设 TgtMoney 当前是 200，则公式计算结果为 100。那么这里的方法调用等同于 IncMoney(Src, 100) 和 DecMoney(Tgt, 100)。

由此可见，一个公式就是一段计算表达式，当脚本执行到包含公式的地方时，系统会立即计算这个公式的结果。

公式的类型

公式得到的值有两种类型，一种是数，一种是布尔值。

为了程序实现更方便，也为了让策划更易懂，我们在这里以C/C++风格定义：true 内部视为1，false 内部视为0，0 视为 false ，所有非 0 数都视为 true ，这样就保证了 bool和 int的隐式转换。在策划使用的时候，他们可以直接用 1 和 0 表示真假。

属性 Properties

属性是公式的一个核心组成部分，对于脚本的用户，也就是策划来说，它相当于一个数，但对于程序来说，它本质上是一个除程序上下文外，没有其他参数的一个有返回值的函数。例如前面提到的TgtMoney 实际上对应的是 int GetTgtMoney(EXPR_CTX *ctx) 这样的一个函数，函数返回值即为TgtMoney 的值。

属性不同于程序变量，它是不可变的（即不能使用 TgtMoney = 10 这样的写法），如果想要修改需要通过 DecMoney等方法实现，因此策划看到的所有“名字”都是只读的、源自游戏对象状态的值，而非可写的存储单元。

常量 Literals

常量是公式中另一个提供数据的组分，说白了就是直接写在脚本中的一个具体的数，例如前面的 10 和 2 。

运算符 Operators

公式中用于操作数据的组分，用于对属性和常量进行计算或比较，不必多说，一笔带过。

用于计算的符号 (+, -, *, /, %)，比较的符号 (==, !=, >, <, >=, <=)，逻辑组合的符号 (&&, ||, !)，以及括号 ()。

方法 Methods

表达式系统中可执行的操作指令，用于触发游戏逻辑，在程序视角中，一个脚本方法实际对应一个C++函数，或其他语言的一个类的成员方法，方法的具体实现由程序员决定，策划只需要使用简单命名就可以调用，以执行复杂逻辑。另外，方法支持传参，并且带有返回值，可以用于公式计算和逻辑判断。

表达式在程序中的用法

前面我们讲到，程序员决定脚本的运行时机，而策划决定脚本的具体内容，程序为策划的脚本提供上下文支持。

程序怎么决定脚本的运行时机呢？说白了就是调用函数呗。我们假设一个场景：

玩家使用英雄A释放技能A-1。
A-1的描述为：对敌方英雄造成300点伤害，如果敌方被该技能击杀，则自己获得对方等级*1.2 块钱
那我们可以很轻松的得到A-1技能的表达式脚本为：
Attack(Tgt, 300)
if !TgtIsAlive then
    IncMoney(Src, TgtLevel * 1.2)
endif

在程序的视角中，我们可能会有这样的一段代码：

void Actor::UseSkill(int skill_idx, ACTOR &target) {
    Skill &skill = GetSkillByIdx(skillIdx);

    SkillExprCtx ctx = SkillExprCtx(*this, target);  // 准备脚本执行所需的上下文，在上下文中指定Src和Tgt
    int result = skill.SkillLogic().Exec(ctx);

    if (result != 0) {
        printf("[ERROR] Skill %s executed with result: %d\n", skill.name().c_str(), result);
        return;
    }

    printf("[INFO] Skill %s executed successfully.\n", skill.name().c_str());
}

代码当中 .Exec(ctx) 即为脚本执行所用的函数，函数以上下文为参数，脚本退出的结果为result。

在这样一套系统中，程序只需要关注技能的释放时机，并为脚本提供上下文，而不用关注技能具体的逻辑，策划撰写的逻辑将会分装在一个EXPR对象实例中，程序通过调用Expr::Exec()函数，并传入上下文即可。

下面是上述使用中与玩家和技能的相关辅助定义，可略过不看。

玩家相关定义

// 游戏内所有实体Entity
class Entity {};

// 玩家实体Actor
class Actor : public Entity {
   public:
    void UseSkill(int skillIdx, Actor &target);
    Skill &get_skill_by_idx(int skillIdx);

   private:
    Skill _skills[MAX_SKILL_SIZE];
};

技能相关定义

// 技能 - 提供技能名字和表达式形式的技能逻辑
class SKILL {
   public:
    std::string &name() { return _name; }
    Expr &skill_logic() { return _skill_logic; }

   private:
    std::string _name;
    Expr _skill_logic;
};

表达式系统在程序中的结构

// 表达式类，核心是exec函数
class Expr {
   public:
    int exec(EXPR_CTX &ctx);
};

// 表达式上下文基类
class ExprCtx {};

// 专用于技能表达式的上下文
class SkillExprCtx : public ExprCtx {
   public:
    SkillExprCtx(Entity &source, Entity &target) : _source(source), _target(target) {}
    Entity &source() { return _source; }
    Entity &target() { return _target; }

   private:
    Entity _source;
    Entity _target;
};

上面定义了三个类，分为Expr和ExprCtx两个，策划的表达式脚本封装到Expr中，在执行时传入ExprCtx来提供上下文环境变量

MewGullNest-咕巢-个人杂物箱

Expression System-表达式系统

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