Feu tricolore

L'exemple Traffic Light montre comment utiliser Qt State Machine Overview pour mettre en œuvre le flux de contrôle d'un feu de circulation.

Feu de circulation avec feu vert allumé

Dans cet exemple, nous écrivons une classe TrafficLightWidget. Le feu de signalisation comporte trois feux : Rouge, jaune et vert. Le feu passe d'un feu à l'autre (rouge à jaune à vert à jaune à nouveau à rouge) à certains intervalles.

class LightWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(bool on READ isOn WRITE setOn)
public:
    explicit LightWidget(const QColor &color, QWidget *parent = nullptr)
        : QWidget(parent), m_color(color)
    {
    }

    bool isOn() const { return m_on; }

    void setOn(bool on)
    {
        if (on == m_on)
            return;
        m_on = on;
        update();
    }

public slots:
    void turnOff() { setOn(false); }
    void turnOn() { setOn(true); }

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *) override
    {
        if (!m_on)
            return;
        QPainter painter(this);
        painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
        painter.setBrush(m_color);
        painter.drawEllipse(rect());
    }

private:
    QColor m_color;
    bool m_on = false;
};

La classe LightWidget représente un seul feu de signalisation. Elle fournit une propriété on et deux slots, turnOn() et turnOff(), pour allumer et éteindre le feu, respectivement. Le widget se peint dans la couleur qui est passée au constructeur.

class TrafficLightWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit TrafficLightWidget(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent)
    {
        auto vbox = new QVBoxLayout(this);
        m_red = new LightWidget(Qt::red);
        vbox->addWidget(m_red);
        m_yellow = new LightWidget(Qt::yellow);
        vbox->addWidget(m_yellow);
        m_green = new LightWidget(Qt::green);
        vbox->addWidget(m_green);
        auto pal = palette();
        pal.setColor(QPalette::Window, Qt::black);
        setPalette(pal);
        setAutoFillBackground(true);
    }

    LightWidget *redLight() const { return m_red; }
    LightWidget *yellowLight() const { return m_yellow; }
    LightWidget *greenLight() const { return m_green; }

private:
    LightWidget *m_red;
    LightWidget *m_yellow;
    LightWidget *m_green;
};

La classe TrafficLightWidget représente la partie visuelle du feu de circulation ; il s'agit d'un widget qui contient trois feux disposés verticalement et qui fournit des fonctions d'accès à ces feux.

QState *createLightState(LightWidget *light, int duration, QState *parent = nullptr)
{
    auto lightState = new QState(parent);
    auto timer = new QTimer(lightState);
    timer->setInterval(duration);
    timer->setSingleShot(true);
    auto timing = new QState(lightState);
    QObject::connect(timing, &QAbstractState::entered, light, &LightWidget::turnOn);
    QObject::connect(timing, &QAbstractState::entered, timer, QOverload<>::of(&QTimer::start));
    QObject::connect(timing, &QAbstractState::exited, light, &LightWidget::turnOff);
    auto done = new QFinalState(lightState);
    timing->addTransition(timer, &QTimer::timeout, done);
    lightState->setInitialState(timing);
    return lightState;
}

La fonction createLightState() crée un état qui allume un feu lorsque l'on entre dans cet état et l'éteint lorsque l'on en sort. L'état utilise un minuteur et, comme nous le verrons, le délai d'attente est utilisé pour passer d'un état lumineux à un autre. Voici le diagramme d'état de l'état lumineux :

LightState avec sous-état de temporisation : l'entrée allume la lumière et démarre la temporisation, la sortie éteint la lumière, la temporisation passe à l'état final.

class TrafficLight : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit TrafficLight(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent)
    {
        auto vbox = new QVBoxLayout(this);
        auto widget = new TrafficLightWidget;
        vbox->addWidget(widget);
        vbox->setContentsMargins(QMargins());

        auto machine = new QStateMachine(this);
        auto redGoingYellow = createLightState(widget->redLight(), 3000);
        redGoingYellow->setObjectName("redGoingYellow");
        auto yellowGoingGreen = createLightState(widget->yellowLight(), 1000);
        yellowGoingGreen->setObjectName("yellowGoingGreen");
        redGoingYellow->addTransition(redGoingYellow, &QState::finished, yellowGoingGreen);
        auto greenGoingYellow = createLightState(widget->greenLight(), 3000);
        greenGoingYellow->setObjectName("greenGoingYellow");
        yellowGoingGreen->addTransition(yellowGoingGreen, &QState::finished, greenGoingYellow);
        auto yellowGoingRed = createLightState(widget->yellowLight(), 1000);
        yellowGoingRed->setObjectName("yellowGoingRed");
        greenGoingYellow->addTransition(greenGoingYellow, &QState::finished, yellowGoingRed);
        yellowGoingRed->addTransition(yellowGoingRed, &QState::finished, redGoingYellow);

        machine->addState(redGoingYellow);
        machine->addState(yellowGoingGreen);
        machine->addState(greenGoingYellow);
        machine->addState(yellowGoingRed);
        machine->setInitialState(redGoingYellow);
        machine->start();
    }
};

La classe TrafficLight combine le TrafficLightWidget avec une machine à états. Le graphe d'état comporte quatre états : rouge-jaune, jaune-vert, vert-jaune et jaune-rouge. L'état initial est rouge-jaune ; lorsque le temporisateur de l'état est épuisé, la machine à états passe à l'état jaune-vert. Le même processus se répète pour les autres états. Voici à quoi ressemble le diagramme d'état :

Cycle des feux de circulation : rouge-jaune, jaune-vert, vert-jaune, jaune-rouge

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);

    TrafficLight widget;
    widget.resize(110, 300);
    widget.show();

    return app.exec();
}

La fonction main() construit un feu de circulation et l'affiche.

Exemple de projet @ code.qt.io

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