タスクツリーの信号機

信号機のシミュレーションを通じて、TaskTree を使用してステートマシンの動作を実装する方法を示します。

TaskTree Traffic Lightは、以下の Traffic Light サンプルの代替実装です。 Qt SCXMLおよび Qt State Machine.

緑色に点灯する信号機と一時停止ボタン

このアプリケーションは、3つの主要コンポーネントで構成されています：

現在の状態を表示するTrafficLight ウィジェット。
状態遷移を制御するTaskTree レシピ。
ステートマシンとUIを同期させるGlueInterface 。

以下のセクションでは、このサンプルのコードの詳細について説明します。

ヘルパー・グルークラス

GlueInterface クラスは、UI と操作ロジックをきれいに分離します。

enum class Light
{
    Off    = 0,
    Red    = 1 << 0,
    Yellow = 1 << 1,
    Green  = 1 << 2,
};

Q_DECLARE_FLAGS(Lights, Light)
Q_DECLARE_OPERATORS_FOR_FLAGS(Lights)

class GlueInterface final : public QObject
{
    Q_OBJECT

public:
    // operational logic -> GUI
    void setLights(Lights lights) { emit lightsChanged(lights); }

    // GUI -> operational logic
    void smash() { emit smashed(); }
    void repair() { emit repaired(); }

signals:
    void lightsChanged(Lights lights);

    void smashed();
    void repaired();
};

GlueInterface クラスは以下のインターフェース・メソッドを提供します：

メソッド	目的
`setLights()`	TaskTreeレシピから信号機の状態を更新する
`lightsChanged()`	ライトの状態が変更されると UI に通知
`smash()/` `repair()`	障害シミュレーションと回復アクションを処理する

ユーザが UI を操作するとき：

pause をクリックすると、smash() がトリガーされ、障害がシミュレートされる。
play をクリックすると、repair() がトリガーされ、通常動作に戻ります。

ステートマシンの実装

ステートマシンロジックは、TaskTree レシピで実装されます。recipe() メソッドは、GlueInterface への参照を使用して、このロジックを作成します：

ExecutableItem recipe(GlueInterface &iface)
{
    return Forever {
        Group { // "working" state
            stopOnSuccess,
            parallel,
            signalAwaiterTask(&iface, &GlueInterface::smashed), // transitions to the "broken" state
            Forever {
                switchLightsTask(&iface, Light::Red, 3s), // "red" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Red | Light::Yellow, 1s), // "redGoingGreen" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Green, 3s), // "green" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Yellow, 1s), // "greenGoingRed" state
            }
        },
        Group { // "broken" state
            stopOnSuccess,
            parallel,
            signalAwaiterTask(&iface, &GlueInterface::repaired), // transitions to the "working" state
            Forever {
                switchLightsTask(&iface, Light::Yellow, 1s), // "blinking" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Off, 1s), // "unblinking" state
            }
        }
    };
}

ルートステート管理

トップレベルForever アイテムは、無限ループでその子を実行します。作業状態と故障状態を表す2つのサブグループがあります。

状態遷移ルール：

状態は順番に実行される。これはデフォルトのexecution mode がsequential であるためである。
1つの状態が完了すると、もう1つの状態が始まる。
トランジションは、ユーザーがUIの一時停止ボタンや再生ボタンをクリックし、対応するシグナルを発することでトリガーされる。

作業」操作状態

Group は、parallel で実行される2つのタスクで構成される：

signalAwaiterTask はGlueInterface::smashed シグナルに接続する。シグナルがトリガーされると、タスクは直ちにDoneResult::Success を終了する。これにより、作業中の Group は実行を停止し、レシピは壊れた状態に遷移する。
ネストされたForever タスクは4つのswitchLightsTask タスク（"red"、"redGoingGreen"、"green"、"greenGoingRed"）で構成され、sequentially 無限ループで実行される。

各グループのstopOnSuccess 項目は、その子タスクのいずれかがDoneResult::Success で終了したときに実行を停止するように指示する。

switchLightsTask ：

GlueInterface::setLights() 。
timeoutTask を使って時間指定遅延を作成する。
指定された期間、状態を維持するtimeout 。

static Group switchLightsTask(GlueInterface *iface, Lights lights, const milliseconds &timeout)
{
    return {
        onGroupSetup([iface, lights] { iface->setLights(lights); }),
        timeoutTask(timeout, DoneResult::Success)
    };
}

壊れた」オペレーション状態

壊れた Group は、動作中の Group と似ている。唯一の違いは、GlueInterface::repaired 信号に接続し、ライトは黄色のライトのオンとオフを切り替える2つの状態の間でのみ循環することです。

アプリケーションのセットアップ

メインのアプリケーション・セットアップでは、すべてのコンポーネントを作成し、接続します：

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

    GlueInterface iface;
    QTaskTree taskTree({recipe(iface)});
    TrafficLight widget(iface);

    widget.show();
    taskTree.start();

    return app.exec();
}

main() 関数は、QApplication、GlueInterface 、QTaskTree、TrafficLight オブジェクトをインスタンス化します。

taskTree オブジェクトを構築するために、iface オブジェクトで構築されたrecipe() を渡します。widget も渡されたiface オブジェクトを使用します。

アプリケーションを実行する前に、main() 関数はTrafficLight ウィジェットを表示し、タスク・ツリーを開始します。

例の実行

からサンプルを実行するには Qt Creatorからサンプルを実行するには、Welcome モードを開き、Examples からサンプルを選択します。詳細については、Qt Creator: チュートリアルを参照してください：ビルドと実行を参照してください。

サンプル・プロジェクト @ code.qt.io

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