Qt State Machine与状态机模式

本文将介绍Qt State Machine和状态机模式在Qt中的实现。Qt提供了QStateMachine和QState两个类，可以方便地实现状态机模式，并且能有效地处理复杂的、多状态的业务逻辑。

一、QStateMachine基本用法

QStateMachine是Qt中的状态机类，每一个状态、状态的转移等都由QStateMachine来处理。创建QStateMachine实例后，可以通过调用addState方法来添加状态。调用setInitialState方法来设置初始状态，调用start方法来启动状态机。

QStateMachine *machine = new QStateMachine(this);

QState *offState = new QState();
QState *onState = new QState();
machine->addState(offState);
machine->addState(onState);
machine->setInitialState(offState);

QEventTransition *turnOnTransition = new QEventTransition(this, QEvent::User);
turnOnTransition->setTargetState(onState);
offState->addTransition(turnOnTransition);

QEventTransition *turnOffTransition = new QEventTransition(this, QEvent::User);
turnOffTransition->setTargetState(offState);
onState->addTransition(turnOffTransition);

machine->start();

二、QState状态的使用

QState是状态机模式中定义的状态，Qt中的QState类继承自QObject类。每一个QState对象都可以作为一个状态对象，并作为QStateMachine的状态。

QState中可以设置状态进入和离开时的响应，可以通过调用setOnEntry方法和setOnExit方法设置状态响应的槽函数。状态还可以添加子状态，通过setInitialState方法设置初始子状态。

QState *rootState = new QState();
QState *subState1 = new QState(rootState);
QState *subState2 = new QState(rootState);
rootState->setInitialState(subState1);

rootState->setOnEntry([](){
    qDebug() << "Enter root state";
});
subState1->setOnEntry([](){
    qDebug() << "Enter sub state1";
});
subState2->setOnEntry([](){
    qDebug() << "Enter sub state2";
});

QStateMachine *machine = new QStateMachine(this);
machine->addState(rootState);
machine->setInitialState(rootState);
machine->start();

三、QSignalTransition状态转移的使用

QSignalTransition是Qt中的状态转移类，用于根据信号触发状态转移。每一个QSignalTransition对象都可以作为一个状态转移对象，并作为QState的转移条件。

QSignalTransition中可以设置信号，通过setSignalName方法设置信号名。还可以设置目标状态，通过setTargetState方法设置目标状态。

QState *offState = new QState();
QState *onState = new QState();
QSignalTransition *turnOnTransition = new QSignalTransition(this, SIGNAL(turnON()), onState);
offState->addTransition(turnOnTransition);
QSignalTransition *turnOffTransition = new QSignalTransition(this, SIGNAL(turnOFF()), offState);
onState->addTransition(turnOffTransition);

QStateMachine *machine = new QStateMachine(this);
machine->addState(offState);
machine->addState(onState);
machine->setInitialState(offState);
machine->start();

四、QAbstractState状态机的状态抽象类

QAbstractState是Qt中的状态机中状态的抽象类。QAbstractState定义了公共的方法和信号，由QState和QStateMachine派生实现。QAbstractState主要用于表示组合状态（composite state），即包含多个状态的状态。

QState *rootState = new QState();
QState *subState1 = new QState(rootState);
QState *subState2 = new QState(rootState);
rootState->setInitialState(subState1);
rootState->addTransition(...);
subState1->addTransition(...);

QStateMachine *subMachine1 = new QStateMachine(subState1);
QState *subState11 = new QState(subMachine1);
QState *subState12 = new QState(subMachine1);
subMachine1->setInitialState(subState11);
subState11->addTransition(...);
subState12->addTransition(...);

QStateMachine *subMachine2 = new QStateMachine(subState2);
QState *subState21 = new QState(subMachine2);
QState *subState22 = new QState(subMachine2);
subMachine2->setInitialState(subState21);
subState21->addTransition(...);
subState22->addTransition(...);

QStateMachine *machine = new QStateMachine(this);
machine->addState(rootState);
machine->setInitialState(rootState);
machine->start();

五、总结

本文介绍了Qt State Machine和状态机模式在Qt中的实现。QStateMachine和QState的使用可以方便地实现状态机模式，并能有效地处理复杂的、多状态的业务逻辑。在实际开发应用中，可以根据实际需求来组合使用状态机、状态、状态转移和组合状态，达到更好的开发效果。