Qt State Machine與狀態機模式

本文將介紹Qt State Machine和狀態機模式在Qt中的實現。Qt提供了QStateMachine和QState兩個類，可以方便地實現狀態機模式，並且能有效地處理複雜的、多狀態的業務邏輯。

一、QStateMachine基本用法

QStateMachine是Qt中的狀態機類，每一個狀態、狀態的轉移等都由QStateMachine來處理。創建QStateMachine實例後，可以通過調用addState方法來添加狀態。調用setInitialState方法來設置初始狀態，調用start方法來啟動狀態機。

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狀態的使用

QState是狀態機模式中定義的狀態，Qt中的QState類繼承自QObject類。每一個QState對象都可以作為一個狀態對象，並作為QStateMachine的狀態。

QState中可以設置狀態進入和離開時的響應，可以通過調用setOnEntry方法和setOnExit方法設置狀態響應的槽函數。狀態還可以添加子狀態，通過setInitialState方法設置初始子狀態。

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狀態轉移的使用

QSignalTransition是Qt中的狀態轉移類，用於根據信號觸髮狀態轉移。每一個QSignalTransition對象都可以作為一個狀態轉移對象，並作為QState的轉移條件。

QSignalTransition中可以設置信號，通過setSignalName方法設置信號名。還可以設置目標狀態，通過setTargetState方法設置目標狀態。

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狀態機的狀態抽象類

QAbstractState是Qt中的狀態機中狀態的抽象類。QAbstractState定義了公共的方法和信號，由QState和QStateMachine派生實現。QAbstractState主要用於表示組合狀態（composite state），即包含多個狀態的狀態。

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、總結

本文介紹了Qt State Machine和狀態機模式在Qt中的實現。QStateMachine和QState的使用可以方便地實現狀態機模式，並能有效地處理複雜的、多狀態的業務邏輯。在實際開發應用中，可以根據實際需求來組合使用狀態機、狀態、狀態轉移和組合狀態，達到更好的開發效果。