第11章 状态图

11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
3. 完成转换
► 完成转换没有明确标明触发器事件的转换是由状态
中活动的完成引起的。 ► 完成转换也可以带一个监护条件，这个监护条件在 状态中的活动完成时被赋值，而不是活动完成后被 赋值。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
4. 监护条件 ► 转换可能具有一个监护条件，监护条件是一个布尔 表达式，它是触发转换必须满足的条件。 ► 当一个触发器事件被触发时，监护条件被赋值。如 果表达式的值为真，转换可以激发；如果表达式的 值为假，转换不能激发；如果没有转换适合激发， 事件会被忽略。如果转换没有监护条件，监护条件 就被认为是真，而且一旦触发器事件发生，转换就 激活。
►
11.4 绘制状态图
11.4.1 创建状态图
► 下面我们在“Logic
View”（逻辑视图）中创建 “图书管理系统”的“图书状态图”，具体步骤 如下所示： 1. 在浏览器中右键单击“Logic View” 选项，在弹 出的快捷菜单中选择 “New”|“Statechart Diagram”（状态图）命令，创建一个默认名称为 “NewDiagram”的状态图。 2. 双击“NewDiagram”状态图，输入新的名称 “图书状态图”。 3. 在浏览器中双击新创建的“图书状态图”，出 现如图11-17所示状态图绘制区域。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
► 转换用于一个在某初始状态的对象通过执行指定的
动作并符合一定的条件下进入第二种状态。在这个 状态的变化中，转换被称为“激发”。在激发之前 的状态称为“源状态”，在激发之后的状态称为 “目标状态”。 ► 在UML的状态建模机制中，转换用带箭头的直线表 示，一端连接源状态，箭头指向目标状态。 ► 转换还可以标注与此转换相关的选项，如事件、监 护条件和动作等，如果转换上没有标注触发转换的 事件，则表示此转换自动进行。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
► 在状态转换中除了源状态和目标状态，还需
要掌握其他六个概念。在转换中，但这六个 部分并不一定都是同时存在的。 1. 外部转换 外部转换是一种改变状态的转换，也是最普 通最常见的一种转换。在UML中，它用从源 状态到目标状态的带箭头的线段表示，其他 属性以文字串附加在箭头旁。
11.2 状态图的组成
11.2.1 状态
► 状态用于对实体在其生命周期中的各种状况
进行建模，一个实体总是在有限的一段时间 内保持一个状态。 ► 状态由一个带圆角的矩形表示，状态的描述 应该包括：名称、入口和出口动作、内部转 换和嵌套状态。
11.2 状态图的组成
11.2.1 状态
►
1.
2.
3.
4.
它曾经有的子状态。 ► 历史状态虽然有它的优点，但是它过于复杂，而且 不是一种好的实现机制，尤其是深历史状态更容易 出问题。 ► 在建模的过程中，应该尽量避免历史机制，使用更 易于实现的机制。
11.3 状态的分类
11.3.2 组合状态
组合状态是内部嵌套有子状态的状态，一个组合状态包括一 系列子状态。 ► 组合状态可以使用“与”关系分解为并行子状态，或者通过 “或”关系分解为互相排斥的互斥子状态。所以，组合状态 可以是并发或者顺序的。如果一个顺序组合状态是活动的， 则只有一个子状态是活动的。如果一个并发组合状态是活动 的，则与它正交的所有子状态都是活动的。 1. 顺序组合状态 2. 并发组合状态
11.5 状态图建模实例
11.5.2 确定状态图中实体的状态
► 对于图书管理系统的图书来说，它的状态主
要包括： 1.新书 2.被添加 3.被预定 4.被借阅 5.被删除
11.5 状态图建模实例
11.5.3 创建完整状态图
► 根据图书的各种状态以及转换规则，创建
图书的完整状态图如下图所示。
11.4 绘制状态图
11.4.2 绘制初始和终止状态
► 下面在“图书状态图”中创建初始状态和终
止状态，步骤如下： 1.单击“图书状态图”工具栏中初始状态图标 “ ”和终止状态图标“ ”。 2.在编辑图形区域要绘制的地方单击鼠标左键 即可，创建的初始和终止状态如下图所示。
11.4 绘制状态图
11.4.3 绘制状态
► 实际就是工作流在此处按监护条件的取值发
生分支，在UML中判定用空心菱形表示。
11.2 状态图的组成
11.2.4 同步
► 同步条是为了说明并发工作流的分支与汇合。
状态图和活动图中都可能用到同步。 ► 在UML中，同步用一条线段来表示。
11.2 状态图的组成
11.2.5 事件
► 在状态机中，一个事件的出现可以触发状态的改变。
►
11.4 绘制状态图
11.4.4 绘制转换
► 下面我们在“图书状态图”中创建起始状态和“新
书”状态之间的转换，具体步骤如下： 1.用鼠标左键单击“图书状态图”工具栏中的“ ” 图标。 2.单击转换的源状态——起始状态，按住左键不要搜 松开，向目标状态——“新书”状态拖动，最后松开 鼠标左键。创建后的转换效果图如下图所示。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
5. 触发器事件 ► 触发器事件就是能够引起状态转换的事件。如果此 事件有参数，这些参数可以被转换所用，也可以被 监护条件和动作的表达式所用。触发器事件可以是 信号、调用和时间段等。 ► 对应与触发器事件，没有明确的触发器事件的转换 称作“结束转换”（或无触发器转换），是在结束 时被状态中的任一内部活动隐式触发的。
第11章 状态图
学习内容
► 状态图的概念
► 状态图的组成 ► 状态的分类 ► 绘制状态图 ► 状态图建模实例
11.1 状态图的概念
11.1.1 状态机
► 状态机是一种记录下给定时刻状态的设备，它可以
根据各种不同的输入对每个给定的变化而改变其状 态或引发一个动作。 ► 状态机由状态、转换、事件、活动和动作五个部分 组成。 ► 在UML中，状态机由对象的各个状态和连接这些状 态的转换组成，是展示状态与状态转换的图。 ► 状态机常用于对模型元素的动态行为进行建模，更 具体地说，就是对系统行为中受事件驱动的方面进 行建模。不过状态机总是一个对象、协作或用例的 局部视图。由于它考虑问题时将实体与外部世界相 互分离，所以适合对局部、细节进行建模。
►
11.4 绘制状态图
11.4.6 绘制监护条件
下面演示在“图书状态图”中创建监护条件“进入新书状态” 的步骤如下： 1. 双击“图书状态图”图形编辑区中转换线段，弹出 “State Transition Specification”（状态过渡规范）对话框。 2. 选择对话框中的 “Detail” 选项卡，在“Guard Condition” （监护条件）文本框中输入监护条件的名字“进入新书状 态”。 3. 单击“OK”按钮完成创建。如下图所示的增加监护条件后的 状态图效果。
11.1 状态图的概念
11.1.2 状态图
► 状态图本质上就是一个状态机，或者是状态机的特
殊情况，它基本上是一个状态机中元素的一个投影， 这也就意味着状态图包括状态机的所有特征。 ► 状态图描述了一个实体基于事件反应的动态行为， 显示了该实体是如何根据当前所处的状态对不同的 时间做出反应的。 ► 状态图用于对系统的动态方面建模，适合描述跨越 多个用例的对象在其生命周期中的各种状态及其状 态之间的转换。这些对象可以是类、接口、构件或 者节点。
11.2 状态图的组成
11.2.3 判定
► 判定用来表示一个事件依据不同的监护条件而有不
同的影响。在实际建模的过程中，如果遇到需要使 用判定的情况，通常用监护条件来覆盖每种可能， 使得一个事件的发生能保证触发一个转换。 ► 活动图和状态图中都有需要根据给定条件进行判断， 然后根据不同的判断结果进行不同的转换情况。
►
11.5 状态图建模实例
11.5.1 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。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。 ► 对于图书管理系统而言，最需要建模的实体就是图 书的状态。
它发生在时间和空间上的一点，没有持续时间。 ► 事件可以分成明确或隐含的几种，主要包括：信号 事件、调用事件、改变事件和时间事件等。
11.2 状态图的组成
11.2.6 初始状态
► 每个状态图都应该有一个初始状态，它代表状态图
的起始位置。初始状态是一个伪状态，对象不可能 保持在初始状态，必须要有一个输出的无触发转换。 ► 通常初始状态上的转换是无监护条件的，并且初始 状态只能作为转换的源，而不能作为转换的目标。 初始状态用一个实心的圆表示。
11.2 状态图的组成
11.2.7 终止状态
► 终止状态是一个状态图的终点，一个状态图
可以拥有一个或者多个终止状态。 ► 对象可以保持在终止状态，但是终止状态不 可能有任何形式的触发转换，它的目的就是 为了激发封装状态上的完成转换。
11.3 状态的分类
11.3.1 历史状态
► 历史状态本身是个伪状态，用来说明组成状态记得
5.
状态中包括状态名、内部活动、内部转换、入口和出口动作以及嵌套 状态等组成部分。 状态名：在实际使用中，状态名通常是直观、易懂、能充分表达语义 的名词短语，其中每个单词的首字母要大写。 内部活动：状态可以包含描述为表达式的内部活动。当状态进入时， 活动在进入动作完成后就开始。如果活动结束，状态就完成，然后一 个从这个状态出发的转换被触发。 内部转换：状态可能包含一系列的内部转换，内部转换因为只有源状 态而没有目标状态，所以内部转换的结果并不改变状态本身。 入口和出口动作：状态可能具有入口和出口动作。这些动作的目的是 封装这个状态，这样就可以不必知道状态的内部状态而在外部使用它。 嵌套状态：组合状态是内部嵌套有子状态的状态，一个组合状态包括 一系列子状态。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
2. 内部转换 ► 内部转换的表示法与入口动作和出口动作的表示法 很相似。他们的区别主要在于入口和出口动作使用 了保留字“entry”和“exit”，其它部分两者的表示法 相同。 ► 内部状态只有源状态，没有目标状态，不会激发入 口和出口动作，因此内部转换激发的结果不改变本 来的状态。 ► 如果一个内部转换带有动作，它也要被执行。内部 转换常用于对不改变状态的插入动作建立模型。
11.2 状态图的组成 11.2.2 转换
6. 动作
►
► ►
动作通常是一个简短的计算处理过程或一组可执行语句。 动作也可以是一个动作序列，即一系列简单的动作。动作 可以给另一个对象发送消息、调用一个操作、设置返回值、 创建和销毁对象。 动作是原子性的，所以动作是不可中断的，动作和动作序 列的执行不会被同时发生的其他动作影响或终止。 动作的执行时间非常短，所以动作的执行过程不能再插入 其他事件。
11.4 绘制状态图
11.4.5wenku.baidu.com绘制事件
创建事件要利用到转换的线段，这里我们给上面创建的转换 创建一个名为“进入状态”的事件，具体步骤如下： 1. 双击“图书状态图”图形编辑区中刚才创建好的转换，弹出 “State Transition Specification”（状态过渡规范）对话框。 2. 进入添加创建事件的“General”（常规）选项卡。在“Event” （事件）文本框中输入事件的名称“进入状态”。 3. 单击“OK”按钮完成操作。添加事件后的转换效果如下图所 示。
下面我们演示在“图书状态图”创建一个名为“新书”的 状态，具体步骤如下所示： 1.单击“图书状态图”工具栏中的“ ”图标。 2.在图形编辑区域要创建状态的地方单击鼠标左键，创建一个 默认名称为“NewState1”的状态。 3.双击“NewState1”的状态，弹出 “State Specification for NewState1”状态规范）对话框，进入“General” 选项卡， 在 “Name”对话框中输入状态的名称“新书”。 4.单击“OK”按钮，创建好的状态如下图所示。