第10章 状态机图[课堂课资]

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为什么要建模状态机图
• 对象可能会有不同的状态，某些行为依赖于这些状 态。例如，按下开关按钮时，电灯将改变当前的状 态（由关变开或由开变关），因此： – 需要记录对象当前的状态 – 发生了某种事件才会引起状态间的转移 – 由一个状态转到另一个状态的过程通常通过方法 调用实现
• 状态机图通常作为对类图的补充
– 初始状态 • 初始状态代表状态机图的起始位置，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机图中只允许有一个， 它用一个实心的圆表示。
– 终止状态 – 终止状态是对象的最后状态，是一个状态机图的终止点。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 状态机图中可以有多个，它用一个套有一个实心圆的空心圆表示。
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状态机图的概念
• 状态机图的作用
– 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。利用状态机图可以精确地描述对象在生命周期内 的行为特征。
• 状态机图的组成元素
– 状态机图的组成元素包括：初始状态、终止状态、状态、 转换。其中，转换将各种状态连接在一起，构成一个状 态机图。
• 状态机
– 在整个生命周期内，描述对象处于各种状态的图，该图
必须完整包括：初始状态、终止状态、状态、转换。状
态机图不一定完整包含初始状态、终止状态、状态、转
换等状态 。
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状态机图的基本符号
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状态机图的表示
• 一个状态机图包含的元素有初始状态、终止状态、状态、转换、分支。 • 状态的表示
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。 • 2.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。
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状态机图的表示
• 3.事件
• 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。
• 3).改变事件
• 指某个指定属性值为真时，事件得到触发。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，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。例如，after （12:00）），after（2seconds）），when（12:00）。
• 5).延迟事件
• 指对象处在在本状态时外部事件产生了，但没有执行事件，要推迟到另
外一个状态才执行的事件。 精制知识
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状态机图的表示
• 4.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。
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状态机图：电梯 状态机图主要显示以下3种内容： 对象在生命周期中所经历的状态 序列； 诱发对象从一个状态转移到另一 个状态的事件； 状态改变所导致的动作。
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状态机图的概念
• 状态机图描述对象在整个生命周期内，在外部事 件的作用下，从一种状态转换到另一种状态的关 系图。这种图的节点是状态(包括初始状态和终止 状态)，关系是转换。
• 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。对 于一个信号而言，对象一般都有相应的事件处理器，如onMouseClick（）。
• 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 turnOn是一种调用事件，用来将开关置于“On”状态。
烧水器的状态机图
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转换的五要素
• 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
• 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
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状态机图的表示
• 1．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
LOGO
《UML 统一建模》
第10章 状态机图
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对象和状态
• 对象是某个状态下的对象，而状态则是描述 当前对象。所有的对象均有状态，状态可改 变
• 下面一些例子说明了对象和状态 – （1）支票（对象）已付（状态） – （2）汽车（对象）已启动（状态） – （3）小王（对象）睡着了（状态） – （4）小红（对象）未婚（状态）
退出动作, 当离开该状态 时执行该动作.
延迟响应事件, 在该状态出现该事件时, 不在本 状态响应,而是延迟到其他状Fra Baidu bibliotek响应.
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状态机图的表示
• 转换的表示 • 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。下图描述了烧水器的状态机图。 • 注意：用实线箭头表示的转换都是外部转换。
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状态机图的表示
• 5．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，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。 • 动作分为入口动作和出口动作。 • 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。
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状态机图的表示
• 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。
• 嵌套状态 ：状态机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。即状态机图的某些状态本身也是状态机图。
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状态机图的表示
状态名
入口动作, 进入该状 态时执行该动作.
动作,处于该状态 时执行的动作.
内部转换,该状态中出现 特定事件时执行的动作.