Cours:TPqtFNS

Machine à états finis

Les automates à états finis sont en moyen de décrire un système avec des comportements différents.

A chaque état est associé un comportement.

Des transitions permettent de passer d'un état à un autre

A chaque transition est associé une condition pour valider ce changement d'état.

Vous pouvez consulter la page wikipedia pour plus de détails.

La librairie QT permet de décrire facilement des Finite State Machine à l'aide d'un ensemble de classes listées sur la page statemachine-api.html

Prise en main de l'api FSM

En vous servant de la page statemachine-api.html, écrire un programme répondant au cahier des charges suivant :

• sur l'interface graphique, disposez 2 objets :
  • led : de type WidgetLampe (classe donnée ci dessous, cf séance sur la spécialisation de widget pour l'ajouter)
  • bp  : de type QPushButton
• le comportement est le suivant :
  • il y a 3 états différents (stateRouge,stateVert,stateNoir)
  • on change d'état à l'appui sur bp
  • la led sera :
    • rouge dans l'état stateRouge
    • verte dans l'état stateVert
    • noire dans l'état stateNoir

widgetlampe.h #ifndef WIDGETLAMPE_H #define WIDGETLAMPE_H #include <QPushButton> class WidgetLampe : public QPushButton { Q_OBJECT public: explicit WidgetLampe(QWidget *parent = 0); signals: public slots: void changeCouleur(int etat); void setRouge(); void setVert(); void setNoir(); }; #endif // WIDGETLAMPE_H

widgetlampe.cpp #include "widgetlampe.h" #include <QDebug> WidgetLampe::WidgetLampe(QWidget *parent) : QPushButton(parent) { this->setDisabled(true); } void WidgetLampe::changeCouleur(int etat) { qDebug()<<"change"; QString style = "background-color: rgb(%1, %2, %3);"; this->setStyleSheet(style.arg(etat*25).arg(0).arg(0)); } void WidgetLampe::setRouge() { qDebug()<<"rouge"; QString style = "background-color: rgb(%1, %2, %3);"; this->setStyleSheet(style.arg(255).arg(0).arg(0)); } void WidgetLampe::setVert() { qDebug()<<"vert"; QString style = "background-color: rgb(%1, %2, %3);"; this->setStyleSheet(style.arg(0).arg(255).arg(0)); } void WidgetLampe::setNoir() { qDebug()<<"noir"; QString style = "background-color: rgb(%1, %2, %3);"; this->setStyleSheet(style.arg(0).arg(0).arg(0)); }

Ajouter un bouton bpRecule dans l'interface graphique qui permettra de parcourir les états dans le sens inverse

Ajout de sous-états

Dans certains cas, il peut être intéressant d'avoir une machine d'état qui décrit le comportement d'un état, une machine d'état dans la machine d'état.

Ceci est décrit sur la page qt à cet endroit.

On souhaite ajouter au diagramme précédent une étape de clignotement :

• on ajoute 1 état stateClignote
• on ajoute 2 sous-états clignoteOn et clignoteOff
• il nous faut un objet tictoc de type QTimer
  • le signal timeout permettra la transition entre les sous-états
  • on veillera à mettre en route/arrêter le timer au bon moment

Remarque : il existe 2 slots start dans la classe QTimer, il faut sélectionner le bon :

    connect(s3, &QState::entered,
            &ticToc, QOverload<>::of(&QTimer::start));

diy transition : principe

Pour le moment les transitions sont valides au moment de l'émission du signal choisi.

On peut créer un nouveau type de transition ( donc une nouvelle classe ) qui permettra par exemple d'activer ou non la transition en fonction de l'état d'une valeur binaire au moment de l'émission du signal.

    // on ajoute un transition depuis l'état s1
    // qui sera vérifiée au moment de l'appui sur le bouton bpChange
    ConditionnalTransition * t3;
    t3=new ConditionnalTransition(ui->bpChange,&QPushButton::clicked, s1);
    // l'étape d'arrivée sera s3
    t3->setTargetState(s3);
    // la validité de la transition est activée
    // si la case à cocher de l'interface graphique est cochée
    connect(ui->choix,&QCheckBox::toggled,
            t3,&ConditionnalTransition::setEnable);
    // ou
    // la validité de la transition est activée
    // si la case à cocher de l'interface graphique est décochée
    connect(ui->choix,&QCheckBox::toggled,
            t3,&ConditionnalTransition::setDisable);
    // attention à modifier la valeur initiale
    t3->setInitState(ui->choix->isChecked());

Modifier votre programme pour avoir le comportement suivant :

• l'état initial est stateNoir
• à l'appui sur bp :
  • si "la case est cochée" alors on passe à l'état stateVert
  • si "la case est décochée" alors on passe à l'état stateRouge
• de stateRouge on revient à stateNoir à l'appui sur bp
• de stateVert on revient à stateNoir à l'appui sur bp

conditionnaltransition.h #ifndef CONDITIONNALTRANSITION_H #define CONDITIONNALTRANSITION_H #include <QSignalTransition> #include <QCheckBox> class ConditionnalTransition : public QSignalTransition { Q_OBJECT public: ConditionnalTransition(const QObject *sender, const char * signal, QState *sourceState = nullptr); template <typename Func> ConditionnalTransition(const typename QtPrivate::FunctionPointer<Func>::Object *obj, Func sig, QState *srcState = nullptr) : ConditionnalTransition(obj, QMetaMethod::fromSignal(sig).methodSignature().constData(), srcState) { } bool eventTest(QEvent *event) override; void setInitState(bool newEtat); private: bool etat; public slots: void setEnable(bool newEtat); void setDisable(bool newEtat); signals: }; #endif // CONDITIONNALTRANSITION_H

conditionnaltransition.cpp #include "conditionnaltransition.h" ConditionnalTransition::ConditionnalTransition(const QObject *sender, const char * signal, QState *sourceState) : QSignalTransition{sender, signal, sourceState} { etat=false; } void ConditionnalTransition::setEnable(bool newEtat) { etat = newEtat; } void ConditionnalTransition::setDisable(bool newEtat) { etat = ! newEtat; } bool ConditionnalTransition::eventTest(QEvent *event) { if (etat==true)return QSignalTransition::eventTest(event); else return false; } void ConditionnalTransition::setInitState(bool newEtat) { etat=newEtat; }

diy transition : à vous !

on ajoute un QSlider sur l'interface graphique qui donnera une valeur entre 0 et 99

Utiliser ce QSlider pour valider une transition en comparant par rapport à un seuil :

• créer une nouvelle classe qui hérite de QSignalTransition
• modifier pour valider l'état en fonction du QSlider

Ressources

• https://fr.wikipedia.org/wiki/Automate_fini
• https://doc.qt.io/qt-6/qtstatemachine-cpp-guide.html
• https://doc.qt.io/qt-5/statemachine-api.html
• http://tvaira.free.fr/info1/tp-qt-6-statemachine.pdf