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scuc-qt-course/docs/teaching/examples/state_machine/README.md
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张宗平 83620c0cf5 教案对齐官方方案书:重写为 5 天 C++/Qt 教学设计,补齐 6 个 Qt 技术缺口示例
- docs/teaching/OUTLINE.md、slides/day1-5.html、index.html:替换此前自定义的
  4 天方案,严格对齐 docs/TRAINING_PLAN_2026.md「C++方向」Day1-5 课堂内容
  (Day6-10 为纯项目实作,不在教案范围)
- docs/teaching/examples/:官方方案书要求但仓库 p03/(wiki 抓取内容) 未覆盖的
  QSS/Model-View/JSON/QThread/QPropertyAnimation/QStateMachine 六个技术点,
  各补一个最小可运行示例 + README 教学文档,均已离屏验证跑通;手工维护,
  不属于 gen_part3.py 生成产物
- 根 CMakeLists.txt:接入 docs/teaching/examples 构建(BUILD_QT_PART 分支内),
  不改动生成器管理的 p01/p03 CMakeLists
- 任务卡改为目标/验收标准/基础知识参考三段式模板,custom.css 配套新增样式
- docs/teaching/PRETEST.md:10 题 10 分钟 C++ 摸底测验,验证教案假定的受众
  基础是否成立,并与 OUTLINE.md §0 的分层预案挂钩
2026-07-02 11:31:44 +08:00

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QStateMachine 状态机 —— 教学补充示例

对应方案书「C++方向 Day4」:"QT 动画框架(QPropertyAnimation)与状态机实战" 里的状态机部分(动画部分见 ../property_animation/)。 仓库 p03/ 的 wiki 抓取内容里没有状态机相关代码,本示例是手工补写的教学 补充,不属于 tools/gen_part3.py 的生成产物。

小提示:QStateMachine/QState 属于 QtCore 模块,不需要额外 find_package,这也是本示例能直接放进现有 Qt5::Core 依赖里的原因。

概念

状态机框架用"状态 + 转换条件"描述一个对象的行为,替代手写一堆 if/elseswitch 去判断"现在是什么状态、该往哪个状态跳":

  • QState —— 一个状态,可以用 assignProperty(obj, "属性名", 值) 声明 "进入这个状态时,某个对象的某个属性应该变成什么值"(不用手写槽函数);
  • addTransition(信号源, 信号, 目标状态) —— 声明"某个信号触发时,从当前状态 转换到目标状态";
  • QStateMachine —— 持有所有状态,setInitialState() 指定初始状态, start() 启动。

对比方案书里"棋牌类游戏""售货机"这类案例常见的手写状态机(一个枚举 + 一堆 switch(state)):QStateMachine 把"状态该长什么样"assignProperty)和 "什么时候切换状态"addTransition)分开声明,状态一多,可读性明显好于手写 switch

代码走读

qt_state_machine.cpp

  1. 定义 redState/greenState 两个 QState,各自用 assignProperty 声明 进入该状态时按钮的文本和样式;
  2. redState->addTransition(&button, &QPushButton::clicked, greenState), 反向同理——点击按钮在两态间来回切换(红灯 → 绿灯 → 红灯 → ……);
  3. machine.setInitialState(redState) + machine.start() 启动状态机;
  4. 离屏验证用 QTimer::singleShot 模拟一次 button.click(),观察状态确实从 红灯切换到绿灯。

验证方式

QT_QPA_PLATFORM=offscreen tools/run_qt.sh qt_state_machine

练习方向(供任务卡引用)

  • 加一个 yellowState(黄灯),改成红→绿→黄→红的三态循环,体会状态数量增加 时 QStateMachine 写法的可读性优势;
  • 给某个状态加一个定时器转换:redState->addTransition(timer, &QTimer::timeout, greenState), 实现"红灯持续 3 秒后自动变绿灯"(不需要用户点击)。

参考

  • 本仓库对照:p03/ch06/modal_dialog.cpp 等对话框示例里也有"根据用户操作决定下一步界面"的朴素状态切换,可以对比 "手写 if/else" 和 "QStateMachine 声明式写法" 的差异;
  • Qt 官方文档:The State Machine Frameworkdoc.qt.io,选读·需联网)