QState

摘要

QState 类相关学习笔记

Qt QState类详解

QState 是 Qt 状态机框架（QStateMachine）中的一个核心类，用于表示状态机中的一个状态。它可以用来定义状态的行为、属性以及状态之间的转换规则。QState 通常与 QStateMachine、QFinalState、QAbstractTransition 等类一起使用，用于构建和管理复杂的状态机逻辑。

以下是 QState 类的详细解析，包括其功能、常用方法、信号与槽以及使用示例。

1. QState 的功能

QState 的主要功能包括：

定义状态机中的一个状态。
管理状态的属性（如对象属性的赋值）。
定义状态的进入和退出行为。
管理状态之间的转换（通过 addTransition 方法）。
支持嵌套状态（子状态）和并行状态。

2. QState 的常用方法

2.1 状态管理

addTransition(sourceState, signal, targetState):
添加一个从当前状态到目标状态的转换。当 signal 触发时，状态机从 sourceState 转换到 targetState。
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QState *state1 = new QState();
QState *state2 = new QState();
state1->addTransition(button, &QPushButton::clicked, state2);
removeTransition(transition):
移除指定的状态转换。
assignProperty(object, propertyName, value):
在进入该状态时，将 object 的 propertyName 属性设置为 value。
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state1->assignProperty(button, "text", "State 1");

2.2 状态生命周期

onEntry(event):
重写此函数以定义进入状态时执行的操作。

QState *state = new QState();
connect(state, &QState::entered, []() {
    qDebug() << "Entered state!";
});

onExit(event):
重写此函数以定义退出状态时执行的操作。

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connect(state, &QState::exited, []() {
    qDebug() << "Exited state!";
});

2.3 状态属性

setInitialState(state):
设置当前状态的初始子状态（用于嵌套状态机）。

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QState *parentState = new QState();
QState *childState = new QState(parentState);
parentState->setInitialState(childState);

initialState():
返回当前状态的初始子状态。
childMode() 和 setChildMode(mode):
获取或设置子状态模式（QState::ExclusiveStates 或 QState::ParallelStates）。

2.4 状态机管理

stateMachine():
返回该状态所属的状态机（QStateMachine 对象）。
parentState():
返回该状态的父状态（如果是嵌套状态）。

2.5 错误处理

errorState() 和 setErrorState(state):
获取或设置错误状态。当状态机进入错误状态时，会触发 QStateMachine::finished 信号。

3. 信号与槽

entered() 信号:
当进入该状态时触发。

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connect(state, &QState::entered, []() {
    qDebug() << "State entered!";
});

exited() 信号:
当退出该状态时触发。

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connect(state, &QState::exited, []() {
    qDebug() << "State exited!";
});

4. 状态类型

QState 支持两种子状态模式：

QState::ExclusiveStates:
子状态是互斥的，同一时间只能有一个子状态处于活动状态（默认模式）。
QState::ParallelStates:
子状态是并行的，多个子状态可以同时处于活动状态。

5. 使用示例

5.1 简单状态机示例

以下是一个简单的状态机示例，包含两个状态和一个最终状态：

#include <QCoreApplication>
#include <QStateMachine>
#include <QState>
#include <QFinalState>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication app(argc, argv);

    QStateMachine machine;

    QState *state1 = new QState();
    QState *state2 = new QState();
    QFinalState *finalState = new QFinalState();

    state1->assignProperty(&app, "property", "State 1");
    state2->assignProperty(&app, "property", "State 2");

    state1->addTransition(&app, &QCoreApplication::aboutToQuit, state2);
    state2->addTransition(&app, &QCoreApplication::aboutToQuit, finalState);

    machine.addState(state1);
    machine.addState(state2);
    machine.addState(finalState);

    machine.setInitialState(state1);
    machine.start();

    QObject::connect(&machine, &QStateMachine::finished, &app, &QCoreApplication::quit);

    return app.exec();
}

5.2 嵌套状态示例

以下是一个嵌套状态的示例：

#include <QCoreApplication>
#include <QStateMachine>
#include <QState>
#include <QFinalState>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication app(argc, argv);

    QStateMachine machine;

    QState *parentState = new QState();
    QState *childState1 = new QState(parentState);
    QState *childState2 = new QState(parentState);
    QFinalState *finalState = new QFinalState();

    parentState->setInitialState(childState1);

    childState1->addTransition(&app, &QCoreApplication::aboutToQuit, childState2);
    childState2->addTransition(&app, &QCoreApplication::aboutToQuit, finalState);

    machine.addState(parentState);
    machine.addState(finalState);

    machine.setInitialState(parentState);
    machine.start();

    QObject::connect(&machine, &QStateMachine::finished, &app, &QCoreApplication::quit);

    return app.exec();
}

6. 总结

QState 是 Qt 状态机框架的核心类之一，用于定义状态、管理状态转换和处理状态生命周期。通过结合 QStateMachine 和其他相关类，可以轻松构建复杂的状态机逻辑。QState 提供了丰富的功能，包括状态属性管理、嵌套状态、并行状态以及错误处理等，非常适合用于实现复杂的应用程序逻辑。

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