第10章 状态机图

一个状态通常包括名称、进入/退出活动、内部转换、 子状态和延迟事件等五个部分组成
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状态机是计算机科学理论的一部分，但UML中的状态 机模型主要是基于David Harel所做的扩展，是用来展示 状态与状态之间转换的图
状态机图描述从状态到状态的控制流程，常用来对系 统的动态特怔进行建模。在大多数情况下，它用来对 反应型对象(外部事件触发对象,对象接受到事件后产生 响应)的行为模型。 状态机图常用来描述业务或软件系统中的对象在外部 事件的作用下，对象的状态从一个状态到另一个状态 的控制流。利用状态图可以精确地描述对象在生命周 期内的行为特征。
复杂转换
转换类型 外部转换
描述
语法
对事件做出响应，引起状态变化或 事件(参数)[监护条件]/动作 自身转换，同时引发一个特定动作， 如果离开或进入状态将引发进入转 换、离开转换 对事件做出响应，并执行一个特定 的活动，但并不引起状态变化或进 入转换、离开转换 当进入某一状态时，执行相应活动 当离开某一状态时，执行相应活动 事件(参数)[监护条件]/动作
监护条件 监护条件是一个布尔表达式，当布尔表达式的值为真 时，转换才能够完成。只有在触发事件发生时，才计 算一次监护条件的值，当监护条件的值为真时，转换 才发生。如果转换发生后，监护条件才由假变为真， 那么转换也不会被触发。
动作 当转换被激活后，如果定义了相应的动作，那么就将 执行这个动作。动作可以是一个赋值语句、简单的算 术运算、发送信号、调用操作、创建和销毁对象、读 取和设置属性的值，甚至是一个包含多个动作的活动。 例如，在图中，当turnOn事件发生，就测试监护条件 [有水]，如果有水，就会执行“烧水”的动作。
子状态机通信
历史
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“一个圆圈中加上字母H”，用来表示历史状态的。它 的含义是：当从状态“结账”和“显示购物车”返回子
状态“显示索引信息”时，将进入的是离开时的历史状 态。也就是说，转到购物 车或结账区之后， 再回到“浏览目录”的 页面时，其中的内容 是不变的，仍然保留 原来的信息。
子状态机
读图小结
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与状态off相关的转换有两个，其触发事件都是turnOn， 只不过其监护条件不同。如果对象收到事件turnOn，那
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么将判断壶中是否有水；如果[没水]，则仍然处于off状 态；如果[有水]则转为on状态，并执行“烧水”动作
而与状态on相关的转换也有两个，如果“水开了”就执 行turnOff，关掉开关；如果烧坏了，就进入了终态了
状态机图
知识图谱
Agenda
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状态和状态机 如何阅读状态机图
如何绘制状态机图
状态机图应用说明 本章小结
Agenda
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状态和状态机 如何阅读状态机图
如何绘制状态机图
状态机图应用说明 本章小结
状态、状态表示法及状态机
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状态是指在对象生命周期中满足某些条件、执行某些活 动或等待某些事件的一个条件和状况
3).改变事件 改变事件是指某个指定属性值为真时，事件得到触发。 它与监护条件不同，在对象生命周期内，一直在计算 改变事件中的属性值，当属性值为真时，事件触发， 计算停止。 4).时间事件 当时间流逝到某个时刻，触发事件对对象起作用。时 间事件代表时间的流逝。它可以指定为绝对形式（每 天的某时，例如after（12:00）），也可以指定为相对 形式（从某一指定事件发生开始所经过的时间，例如 after（2seconds））。对于前一种形式，也可以使用 变化事件来描述：when（12:00）。
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将子状态机单独定义，并对其进行命名（通常以大写字 母开头），然后在需要使用的地方来引用它
Agenda
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状态和状态机 如何阅读状态机图
如何绘制状态机图
状态机图应用说明 本章小结
绘制状态机图—航班机票预订
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绘制状态机图的理想步骤是：寻找主要的状态，确定状 态之间的转换，细化状态内的活动与转换，用复合状态 来展开细节 寻找主要状态：对于航班机票预订系统而言，显然包括 的状态主要有 -- 在刚确定飞机计划时，显然是没有任何预订的，并 且在有人预订机票之前都将处于这种“无预订”状态 -- 对订座而言显然有“部分预订”和“预订完”两种 状态 -- 而当航班快要起飞时，显然要“预订关闭” 总结一下，主要有四种状态：无预订、部分预订、预订 完以及预订关闭
Agenda
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状态和状态机 如何阅读状态机图
如何绘制状态Baidu Nhomakorabea图
状态机图应用说明 本章小结
阅读最简单的状态图
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最为核心的元素无外乎是两个：一个是用圆角矩形表示 的状态（初态和终态例外）；另一个则是在状态之间的、
包含一些文字描述的有向箭头线，这些箭头线称为转换
初始状态 初始状态代表状态图的起始位置，只能作为转换的源， 而不能作为转换的目标。初始状态在一个状态图中只 允许有一个，它用一个实心的圆表示
状态视图的表示
转换
转换是指对象在外部事件的作用下，当满足特定的条 件时，对象执行一定的动作，进入目标状态。转换用 带箭头的直线表示，箭尾连接源状态(转出的状态)， 箭头连接目标状态(转入的状态)。 转换关系到的内容包括：源状态、目标状态、外部事 件、监护条件和执行的动作。
转换的五要素
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动作分为入口动作和出口动作。当转换发生时，进入 某个状态时发生的动作称为入口动作；离开某个状态 时发生的动作称为出口动作。 1).入口动作 入口动作表示对象进入某个状态所要执行的动作。入 口动作用“entry/要执行的动作”表示。 2). 出口动作 出口动作表示对象退出某个状态所要执行的动作。出 口动作用“exit/要执行的动作”表示。 入口动作和出 口动作都标识在状态视图的第二栏中。
绘制状态机图
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确定状态间转换
源目标 无预订 部分预订 预订完 预订关闭
无预订 部分预订 退订(),使预订人=0
预订完 预订关闭 不直接转换 无转换
预订()
退订() 无转换
不直接转换 预订(),无空座
无转换
关闭() 关闭()
关闭()
绘制状态机图
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细化状态内的活动与转换
绘制状态机图
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使用复合状态
创建项目中的状态图---选课
复合状态表示法
复合状态是指包含一个或多个嵌套状态机的状态，也 称为子状态机状态，它所包含的状态称为子状态。
Test
entry/ showScreen exit/ hideScreen
A B B
嵌套区域表示法
Dialing
entry/ offHook
分解指 示符
分解指示符法
顺序复合状态图 仅包含一个状态机的复合状态称为顺序复合状态，也称为非 正交状态。
初始状态的表示
终止状态 终止状态是对象的最后状态，是一个状态图的终止点。 终止状态只能作为转换的目标，而不能作为转换的源。 终止状态在一个状态图中可以有多个，它用一个套有 一个实心圆的空心圆表示。
终止状态的表示
状态
对象属性值的集合标识了一个对象的状态。表示对象状态的图标由一 个带圆角的矩形表示。它包含个三部分： 名称：给对象所处状态取的名字，名字用一个字符串表示，在一个图 中，名字应该是唯一的。 内部转换：对象响应外部事件所执行的动作。内部转换发生时，不改 变对象的状态，但是，当进入该状态时，可以包含进入动作；当退出 该状态时，可以包含退出动作。我们把内部转换标识在状态框的第二 栏；用一条实线箭头来标识外部转换，外部转换是指一种状态到另一 种状态的转换。 嵌套状态 ：状态图中的状态可以包含两种状态：一种是简单状态， 简单状态不包含其它状态；一种是组合状态，组合状态包含了子状态。 即状态图的某些状态本身也是状态图。
活动 当对象处于一个状态时，它一般是空闲的，在等待一 个事件的发生。但是某些时间，对象正在执行一序列 动作，即，对象做着某些工作，并一直继续到被某个 外部事件的到来，才中断这些工作，我们把对象处于 某个状态时进行的一序列动作称为活动。 如果对象处于某个状态进行一些动作，可能会需要一 些时间，我们可以用活动来描述这一序列动作。表示 活动的方法是，在状态的转换分栏中添加一行“活动 描述”，其格式为“do/动作名”。 活动用来描述对象处于某个状态时，对象进行的一 序列动作。
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正在进行的活动。在处于一个状态的同时，对象做着某 些工作，并一直继续到被某个事件中断
延迟事件：延迟事件是一种特殊的事件，它是指该事件 不会触发状态的转换，当对象处于该状态时事件不会丢 失，但会被延迟执行。例如，当E-mail程序中正在发送 第一封邮件时，用户下达发送第二封邮件执令就会被延 迟，但第一封邮件发送完成后，这封邮件就会被发送。 这种事件就属于延迟事件
并发复合状态图
如果复合状态包含两个或者多个并发的子状态机，此时称复 合状态的子状态为并发子状态。 考察一辆处于“运行”状态的电动车。车处在运行状态时， 包含了前进和后退两个不同的子状态，这两个子状态之间的 关系看，它们就是顺序子状态，因为一辆车不可能同时处于 前进和后退两种子状态；另一方面，车的运行状态又包括高 速行驶状态和低速行驶状态。前进状态可以同时为高速行驶 或者低速行驶状态；后退状态时，也可以是高速行驶或者低 速行驶状态，即，前进状态或后退状态之一，可以与高速行 驶状态或低速行使状态之一同时存在。 我们把这些可以同时出现的状态称为并发子状态，并发子状 态可以用于并发线程的状态建模。
等价的简单状态机图


IC卡电话包括3 个基本状态：“使用状态”、“未使用状态”和“维修状态”。其中“使用状态” 状态是一个复合状态。 当拿起电话打IC电话的时候，首先要插入IC卡，进行IC卡的有效验证，验证通过才可以拨打电话 ，此时从最初的“IC卡验证”状态转到“拨号”状态。如果电话接通，则转到“连接”状态；在连 接状态，如果对方也拿起听筒，则转入“通话”状态，通话完毕转入“挂断”状态；如果对方无人 接听。则转入“挂断”状态。如果拨号时出现异常情况，则挂断电话；如果挂断后重新拨号，电话 又处于“拨号”状态。如果此时取出IC卡，则IC电话转入“未使用”状态。 “使用状态”包含5个子状态，因为IC电话不能同时处于两个不同的子状态中，所以这些子状态是 顺序子状态。
内部转换
进入转换 退出转换
entry/活动 exit/活动
阅读带有复杂转换的状态图
各种转换的区别
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进入和退出转换：当进入一个状态时，执行某个动作； 或当退出某个状态时，执行什么动作。这时就可以使用
进入和退出转换来表示
内部转换：用来处理一些不离开该状态的事件
活动与延迟事件
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活动：当对象处于一个状态时，它一般是空闲的，在等 待一个事件的发生。但是某些时间，你可能希望描述个
1. 确定状态图的实体
要创建状态图，首先要标识出哪些实体需要使用状态图 进一步建模。虽然我们可以为每一个类、操作、包或用 例创建状态图，但是这样做势必浪费很多的精力。 一般来说，不需要给所有的类都创建状态图，只有具有 重要动态行为的类才需要。 从另一个角度看，状态图应该用于复杂的实体，而不必 用于具有复杂行为的实体。使用活动图可能会更加适合 那些有复杂行为的实体。具有清晰、有序的状态实体最 适合使用状态图进一步建模。 对于学生选课来说，需要建模的实体就是学生账号。
源状态：即受转换影响的状态 目标状态：当转换完成后对象的状态 触发事件：用来为转换定义一个事件，包括调用、改变、 信号、时间四类事件
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监护条件：布尔表达式，决定是否激活转换、
动作：转换激活时的操作
源状态 对于一个转换来说，转换前对象所处的状态，就是源 状态。源状态是个相对的概念，即，相对当前状态而 言，它的前一个状态就是源状态。 目标状态 转换完成后，对象所处的状态就是目标状态 。当前状 态相对它的前一个状态而言，当前状态就是目标状态。 源状态和目标状态都是相对某个转换而言的。
事件：就是外部作用于一个对象，能够触发对象状态 改变的一种现象。事件可以分为调用、改变、信号、 时间四类事件。 1).信号事件 对象之间通过发送信号和接收信号实现通信。信号是 一种异步机制。在计算机中，鼠标和键盘的操作均属 于此类事件。对于一个信号而言，对象一般都有相应 的事件处理器，如onMouseClick（）等。 2).调用事件 调用某个对象的成员方法就是调用事件，它是一种同 步的机制。例如在图中，turnOn就是一种调用事件， 用来将开关置于“On”状态。