Android 状态机 transitionTO 状态机切换

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卫斯理 2024-01-10 13:29:05

文章标签 QT 状态机 #include 构造函数 文章分类 Android 移动开发

1、概念理解

（1）扫盲

一个最简单的状态机应该包括状态机（QStateMachine）、状态(QState)和过渡（QAbstractTransition子类)。

状态机就相当于一个容器，过渡就是将某一个状态切换到另一个状态（当然也可以不切换）。

（2）什么时候可以用状态机

说的直白点就是，如果需要大量的if判断，然后判断的结果，下面又要判断走很多分支，但是这种分支状态是有限的，可以慢慢穷举出来，

那么这个时候，就可以画画状态图，然后使用状态机来实现，会更加简单易于扩展和维护。

比如对于一个播放器，或者任务，必定有start、stop、pause、resume这4个命令。那么有哪些状态呢？

按start之前，叫readyState，就绪态；

按了start之后，进入runningState，运行态；

然后按了pause，进入pauseState，暂停态；

然后再按了resume，恢复到running，恢复到运行态；

除了readyState态，我们不能按stop外，其他态都可以按stop。

似乎有点复杂？没关系，我们来看状态转换图，凑合着看吧（^_^）：

Android 状态机 transitionTO 状态机切换_状态机

共有3个状态，就是按钮状态的切换过程，如果不用状态机的话，可能代码就会有各种判断，然后对Start按钮标题，根据状态进行各种修改，最烦的是，会和业务代码缠绕在一起。

那么我们可以使用QState建立上述3个状态，QState可以设置进入该状态时，修改控件的属性，比如修改enabled、text之类，那么在状态切换的时候，控件状态可以得到更新。

那么我们在什么时候调用播放器的start、stop、pause、resume实际操作函数呢？

按钮只有2个，start和stop，至于pause、resume都是start根据状态变化出来的，所以我们也是需要制造4个调用点，这样可以和播放器的实际接口对应，即按钮状态自动处理，

而且2个按钮根据状态自动可以生产出4条执行命令。

另外还有一个问题是，如果我调用播放器接口出现失败，怎么办?很显然，此时按钮的状态时不能切换的，比如点击start后，调用播放器start接口，但是失败了，

那么我的start按钮，还是应该显示start，而不是pause。这个问题也可以得到解决，请看后面的代码吧。

2、动手实现按钮状态机

（1）IPlayer 命令接口类

将播放器的常用4个命令抽象为接口。

/**
 * @brief The IPlayer class
 * 任务/播放器接口
 */
class IPlayer
{
public:
    IPlayer() {}
    virtual ~IPlayer() {}

    virtual bool start() = 0;
    virtual bool pause() = 0;
    virtual bool resume() = 0;
    virtual bool stop() = 0;
};

（2）PlayStateMachine类

我们定义此类，构造函数传入2个按钮，使用时，直接在外面new出来2个就行，完全不用管PlayStateMachine内部怎么实现的。其实想说明的是，这个类可以用在你的工程中，很少改动，甚至不改。

assignProperty函数的意思是在进入状态时，会修改绑定的对象属性值，我们利用它自动修改按钮的标题和使能。

QSignalTransition* toRunning = new StartCmdProcess(startAction);
toRunning->setTargetState(runningState);
readyState->addTransition(toRunning);

上述代码，是说将toRunning 作为readyState状态切换至runningState状态的过渡类。先后顺序是，出readyState状态，执行过渡类，入runningState状态。

PlayStateMachine类：

/**
 * @brief PlayStateMachine::PlayStateMachine
 * @param startAction "开始"命令
 * @param stopAction "停止"命令
 * @param player 任务/播放器接口类
 * @param parent 父节点
 */
PlayStateMachine::PlayStateMachine(QAction *startAction,
                                   QAction *stopAction,
                                   IPlayer *player,
                                   QObject *parent)
    : QObject(parent)
{
    // 保存handler
    startAction->setText(tr("Start"));
    stopAction->setText(tr("Stop"));
    startAction->setData(QVariant::fromValue(player));
    stopAction->setData(QVariant::fromValue(player));

    // 创建状态机
    QStateMachine *machine = new QStateMachine(parent);

    /* 创建状态，并配置进入状态时，设置Action属性 */
    QState *readyState = new QState(machine); // 创建"就绪状态"
    readyState->assignProperty(startAction, "text", tr("Start"));
    readyState->assignProperty(stopAction, "enabled", false);

    QState *runningState = new QState(machine); // 创建"运行状态"
    runningState->assignProperty(startAction, "text", tr("Pause"));
    runningState->assignProperty(stopAction, "enabled", true);

    QState *pauseState = new QState(machine); // 创建"暂停状态"
    pauseState->assignProperty(startAction, "text", tr("Resume"));
    pauseState->assignProperty(stopAction, "enabled", true);

    /* 创建状态过渡对象，建立源状态与目的状态过渡关联 */
    // 点击startAction(start)触发，readyState->runningState转换状态
    QSignalTransition* toRunning = new StartCmdProcess(startAction);
    toRunning->setTargetState(runningState);
    readyState->addTransition(toRunning);

    // 点击startAction(pause)触发，runningState->pauseState转换状态
    QSignalTransition* toPause = new PauseCmdProcess(startAction);
    toPause->setTargetState(pauseState);
    runningState->addTransition(toPause);

    // 点击stopAction(stop)触发，runningState->readyState转换状态
    QSignalTransition* toReady = new StopCmdProcess(stopAction);
    toReady->setTargetState(readyState);
    runningState->addTransition(toReady);

    // 点击startAction(resume)触发，pauseState->runningState转换状态
    toRunning = new ResumeCmdProcess(startAction);
    toRunning->setTargetState(runningState);
    pauseState->addTransition(toRunning);

    // 点击stopAction(stop)触发，pauseState->readyState转换状态
    toReady = new StopCmdProcess(stopAction);
    toReady->setTargetState(readyState);
    pauseState->addTransition(toReady);

    // 将readyState设置为状态机的初始状态
    machine->setInitialState(readyState);
    machine->start();
}

（3）状态过渡类

StartCmdProcess类，其他都类似，就讲这个吧。

我们继承自QSignalTransition，这个类是支持使用信号来触发状态切换，构造函数中的意思是sender发送triggered信号，那么会调用这个过渡类，来切换状态。

调用过渡类时，是调用的eventTest()，如果返回true，代表可以切换状态，返回false，表示不切换状态。

我们在eventTest()中调用IPlayer接口，根据接口调用结果来，来决定是否允许状态切换。

/**
 * @brief The StartCmdProcess class
 * "开始"命令处理类
 */
class StartCmdProcess : public QSignalTransition
{
public:
    StartCmdProcess(QAction* sender)
        :QSignalTransition(sender, SIGNAL(triggered()))
    {}

protected:
    bool eventTest(QEvent *event) override
    {
        if (!QSignalTransition::eventTest(event))
                    return false;

        qDebug() << "StartCmdProcess";

        QAction* sender = static_cast<QAction*>(senderObject());
        IPlayer* player = sender->data().value<IPlayer*>();
        if (player == nullptr)
        {
            qDebug() << "'player' can not be null";
            return false;
        }
        return player->start();
    }
};

3、测试

MainWindow.cpp：

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QMenuBar>
#include "PlayStateMachine.h"
#include "TaskPlayer.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    QMenu *taskMenu = menuBar()->addMenu(tr("Task"));
    QToolBar* taskToolBar = addToolBar(tr("Task"));

    QAction* startAction = taskMenu->addAction(tr("Start"));
    QAction* stopAction = taskMenu->addAction(tr("Stop"));

    taskToolBar->addAction(startAction);
    taskToolBar->addAction(stopAction);

    player = new TaskPlayer();

    // 创建并启动状态机管理器
    new PlayStateMachine(startAction, stopAction, player, this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete player;
    delete ui;
}

TaskPlayer.cpp：

#include "TaskPlayer.h"
#include <QDebug>

TaskPlayer::TaskPlayer()
{
}

TaskPlayer::~TaskPlayer()
{
}

bool TaskPlayer::start()
{
    qDebug() << "do start command...";
    return true;
}

bool TaskPlayer::pause()
{
    qDebug() << "do pause command...";
    return true;
}

bool TaskPlayer::resume()
{
    qDebug() << "do resume command...";
    return true;
}

bool TaskPlayer::stop()
{
    qDebug() << "do stop command...";
    return true;
}

结果：

Android 状态机 transitionTO 状态机切换_构造函数_02