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BehaviorTree.CPP v4.10.0
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1.BehaviorTree.CPP v4.10.0 學習路線
本教程面向第一次接觸行為樹的讀者，從基本概念開始，逐步寫出能夠執行的 C++ 程式，再學習任務組合和圖形除錯。示例統一使用 BehaviorTree.CPP 4.10.0、C++20、Ubuntu 22.04 和 VSCode CMake Tools。
2.先從一個導航任務認識行為樹
假設機器人收到一個目標，需要先檢查電量，再前往目標，最後報告到達：
一次导航任务
├── 检查电量是否足够
├── 前往指定目标
└── 报告任务完成這張圖先表達任務由哪些步驟組成。實際執行時，還要決定：電量不足後怎麼辦，導航沒有結束時怎樣繼續檢查，導航失敗時是否重試，取消任務時怎樣停止。
行為樹（Behavior Tree，簡稱 BT）用有層次的節點組織這些條件和操作。上層節點決定執行順序與方案選擇，下面的節點完成具體檢查或動作。 各類節點怎樣處理成功、失敗和執行中的結果，會從“基本概念”開始逐步介紹。
BehaviorTree.CPP 是實現行為樹的 C++ 庫。 本教程用 C++ 編寫節點邏輯，用 XML 檔案組織節點，再由主程式驅動整棵樹執行。 學會編寫和執行程式後，再使用 Groot2 編輯樹結構、觀察節點狀態和回放日誌。
3.學習前需要準備什麼
需要具備 C++ 基礎，能夠閱讀函式、類、繼承、列舉和 std::string。工程構建使用 CMake工程模板；不熟悉模板時，可以先看它的目錄結構和 Configure、Build、執行操作。
前兩篇先建立行為樹概念，不需要提前準備 BT 工程。到“第一個完整程式”時，會從獲取模板、建立檔案開始，完整說明依賴配置、編寫程式碼、構建執行和斷點觀察。
示例使用模擬電量、目標和導航進度，在獨立 CMake 程式中執行，不需要提前啟動 ROS 2 或連線機器人。先把樹的執行與資料傳遞看清楚，再考慮將模擬操作替換成真實模組。
4.從概念到完整任務
| 文件 | 主要內容 | 階段 |
|---|---|---|
| 基本概念 | tick、五種狀態與四類節點 | 概念 |
| 控制與裝飾規則 | 順序、備選、響應式檢查、重試、重複和超時 | 概念 |
| 第一個完整程式 | 固定版本依賴、註冊節點、載入 XML、條件與目標傳遞 | 基礎實踐 |
| 節點之間傳資料 | 自定義型別、埠預設值與外部 Blackboard | 基礎實踐 |
| 持續任務與中止 | 回撥呼叫鏈、多次 tick、條件變化和主動停止 | 基礎實踐 |
| 組合實際任務 | 子樹隔離與對映、多 XML 檔案、有限重試及失敗報告 | 基礎實踐收尾 |
| 指令碼與前後置條件 | Script、條件屬性、SKIPPED 與中止後的任務結果 | 進階實踐 |
| 全域性Blackboard與資料更新 | 全域性層、更新序號、時間戳與資料處理策略 | 進階實踐 |
| Groot2 | 節點模型、圖形編輯、即時監控和日誌回放 | 工具實踐 |
已經學過 v3.8.7 時，可以先讀 區別與遷移，再執行組合任務與進階實踐。新讀者直接按表格順序學習，不需要先完成 v3。
5.練習工程怎樣逐步建立
第一個工程在“第一個完整程式”中從 CMake 模板建立，命名為 bt4_first_tree。先執行一個列印動作，再在同一個工程裡逐步加入電量檢查、目標輸入和節點之間的資料傳遞。
後續主題會在已經完成的本系列工程上建立副本，讓不同練習分別儲存在自己的資料夾中：
| 學習主題 | 工程目錄 | 從哪裡開始 |
|---|---|---|
| 第一個完整程式 | bt4_first_tree |
獲取 CMake 模板，按本篇步驟建立第一個 BT 工程 |
| 節點之間傳資料 | bt4_ports |
複製本系列“第一個完整程式”中建立的 bt4_first_tree |
| 持續任務與中止 | bt4_running |
複製本系列“節點之間傳資料”中的 bt4_ports |
| 組合實際任務 | bt4_mission |
複製本系列“持續任務與中止”中的 bt4_running |
| 指令碼與前後置條件 | bt4_script |
同樣從“持續任務與中止”的 bt4_running 建立副本 |
| 全域性 Blackboard 與資料更新 | bt4_updates |
複製“指令碼與前後置條件”中的 bt4_script，複用構建配置 |
| Groot2 | bt4_groot |
從“持續任務與中止”的 bt4_running 建立副本，增加監控與日誌 |
bt4_ 是本系列練習目錄的命名字首。具體複製哪個資料夾、怎樣修改專案名、哪些檔案需要替換，都在對應篇章中說明，不必現在一次建好這些工程。
複製工程後，副本中的舊 build、install 目錄需要清理，因為它們記錄的是原工程的構建路徑和結果。隨後通過 Configure、Build 為新工程重新生成。CMake 配置與 XML 路徑的具體作用，會在第一個程式中解釋。
6.每一步怎樣學習
先運行當前程式，看到輸出並理解執行過程，再增加下一項功能。需要觀察呼叫和資料時，按文中的位置設定斷點，檢視節點狀態、輸入值和成員變數。
修改 C++ 後，儲存並 Build，再 Launch；只修改 XML 時，儲存後重新 Launch。各篇都會給出本次應看到的結果和對照操作，截圖位置供學習時補齊。
基礎實踐從一個動作逐步擴充套件到完整運輸任務。之後再學習指令碼條件、共享外部資料和 Groot2，讓任務表達、資料處理與執行觀察連成完整流程。
7.本組驗證範圍
完整程式已在 Ubuntu 22.04 的 Humble 容器中，以 CMake 3.22.1、GCC 11.4 和 C++20 編譯執行。依賴模組分別驗證了固定 4.10.0 原始碼嵌入與精確安裝包查詢；原始碼驗證使用已下載並核對雜湊的標籤內容。驗證程式輸出的庫版本為 4.10.0。
已檢查同步示例、埠固定值與預設值、缺失或錯誤輸入、條件中止、主動停止、普通與響應式 Sequence、兩段導航重試、錯誤子樹對映、指令碼跳過與失敗、全域性資料重複讀取及同值重新寫入。Groot2 的模型載入、編輯、即時連線和成功／中止日誌讀取也已驗證。
驗證範圍是教程的獨立模擬程式。真實 ROS 2 Action 或 Nav2 的接入屬於後續整合工作。截圖預留供學習時補齊，按自己的實際執行情況推進。
官方網頁當前版本標籤不一定與 4.10.0 相同，函式宣告、控制節點行為和構建開關以本教程固定版本的原始碼與執行結果為準。庫自身使用 C++17，練習程式使用 C++20。