第9章 状态图和活动图

9.1 状态图概述
9.1.1 状态机
状态机视图是一个类对象所可能经历的所有历程的 模型图。状态机由对象的各个状态和连接这些状态 的转换组成。 状态机视图通过对类和对象的生存周期建立模型来 描述对象随时间变化的动态行为。 状态机主要用于描述类的行为。 状态机是一个类的对象所有可能的生命历程的模型。 状态机是一个对象的局部视图 。
9.2 状态图元素
变化change事件 –用关键字When，后面跟布尔表达式 –When(temperature>120)/alerm() –变化事件的意图是要频繁测试表达式，只要表 达式由假变为真，事件就会发生。
9.2 状态图元素
时间（time）事件 –时间事件是指在绝对时间或在某个时间间隔内发生的 事情所引起的事件。 –例如到达某一时间或经过了某一时间段。用关键字 When 或After表示。
9.2 状态图元素
接收到input信号 这一事件发生
9.2 状态图元素
调用call事件 •表示一个操作的调度。请求调用另一个对象 的操作
•信号是一个异步事件，而调用事件一般是同 步的。也就是说，当对象调用另一对象的操作 时，控制就从发送者传送到接收者，该事件触 发转换，完成操后，接收者转换到一个新的状 态，控制返还给发送者。
9.2 状态图元素

CD Player
需要stop状态吗？
9.2 状态图元素
中间状态的组成（除初态终态外，最常见 的状态） •状态名（name） •入口/出口动作（entry/exit action） •内部转化（internal transition） •子状态（substate） •延迟事件（deferred event）
9.4 状态图应用
9.4.1 状态分析 • 接下来分析转换事件： 参加高考：高考后进入“学前”状态 录取：学生被录取后变成“在校”的学生 生病：学生长时间生病则进入“休学”状 态 康复：学生再回到学校转为“在校”状态 完成学业：学生毕业进入“毕业”状态 学籍处理：学生被学籍处理，进入“退学” 状态
在校
降级 一年级 降级 升级 二年级
升级
三年级 降级 升级 降级 四年级
9.4 状态图应用
Hale Waihona Puke 步骤 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 用组合/嵌套状态来展开细节
航班预定系统（无预定，预定关闭， 部分预定，预定完）
9.4 状态图应用
9.4 状态图应用 细化状态内的活动与转换
通过测试
9.4 状态图应用
9.4.1 状态分析 首先需要找到与系统中对象相关的转换事件 通过以下几个方面来寻找转换事件 哪些事件可以创建或删除对象 哪些事件可以定义或修改属性值 哪些事件可以创建或结束与其他对象的关 系 哪些事件可以导致对象状态的转换 根据事件找到状态
9.4 状态图应用
9.4.1 状态分析 • 举例：学生学习过程状态 • 首先分析事件： 参加高考 录取 生病 康复 完成学业 学籍处理
9.2 状态图元素
什么是状态（state） •状态是指在对象的生命周期中满足某些条件、 执行某些活动或等待某些事件时的一个条件或 状况。 •万事俱备，只欠东风 •学生正在上课 •网络购物，订单等待处理
9.2 状态图元素
理解 •对象在任何时候都会处于某种状态 中，所有对象都有状态 •对象所处的状态决定了它如何响应 所检测到的事件或所接收的消息。 清醒－（被批评）－生气 醉酒－ （被批评）－无反应 •通常，事件使对象从一个状态转向 另一个状态（即状态的转换）
9.2 状态图元素 动作 –可执行的原子计算 –不可中断，其执行时间可忽略不计 –当转换被引发时，它对应的动作被执行。它一 般是一个简短的处理过程。 两种特殊动作（只要进入或离开该状态一定会执行 该动作） –入口动作（entry） • 进入状态时执行的动作 –退出动作（exit） • 退出状态时执行的动作
9.4 状态图应用 使用复合状态
9.4 状态图应用

订单处理系统
9.4 状态图应用
9.4 状态图应用

练习1 电水壶：on和off两个状态，初态off，烧 坏则转换到终态。trunOn事件发生时，判 断水壶是否有水，若没有水，则仍处于 off状态，若有水，则turnOn事件引起烧 水活动，使状态从off转入on，水开，则 从on转入off状态
9.2 状态图元素
9.2.4 转换 对象从一个状态改变成另一个状态称为 转换 。 当状态发生转换时，称转换被激活。 转换激活前，对象为源状态。 激活后，对象为目标状态。
9.2 状态图元素 转换的五要素（注意格式） –源状态 –目标状态 –触发事件 • 如果箭头上不带任何事件名，表示是一个自 动转换，当与源状态相关的活动完成时就会 自动触发。 –监护条件 –动作

9.4 状态图应用
9.4 状态图应用
练习2 进程 •就绪 运行 阻塞三个状态 •初态就绪; 程序运行结束后终态 •就绪状态获得CPU时间片转为运行态；运 行态时间片用完转为就绪态；运行态不满 足所需资源转为阻塞态，阻塞态若资源满 足则回到就绪态
9.4 状态图应用
9.4 状态图应用
–图书馆管理系统中的还书业务 –还书业务的动态行为是由：空闲 （idle）、图书查找（finding）、还书 （reversion）、失败（Failure）、归 还成功（Success）5种状态及激活相互 转换的事件。 请根据分析运用UML绘制还书的状态图。
9.2 状态图元素
状态名（name） 是可以把该状态和其他状态区分开的 字符串;状态也可能是匿名的，即没有 名称。
9.2 状态图元素
内部转换（internal transition） •不导致状态改变的转换，不会执行 entry和exit动作 •内部转换和自转换的区别： 前门－入口，后门－出口 不出去，只在内部发生的转换－内 部转换 从后门出去，又从前门进来－自转 换，自转换会引起entry和exit动作 的执行
9.2 状态图元素 初态 start state •显示状态图中状态机执行（execution）的开始 •一个状态机只能有一个初态，因为每一个执行都 是从相同的地方开始的。如果一个状态机用多张 状态图描述，则多张图用一个初态, Rose中只允 许画一个初态，其它地方拖动使用 •嵌套状态中可以使用新的初态
9.2 状态图元素
两种表示方法 顺序子状态 • 如果一个组成状态的子状态对应的对象 在其生命期内的任何时刻都只能处于一个 子状态，即多个子状态之间是互斥的，不 能同时存在，这种子状态称为顺序子状态。 并发子状态 •有时组合状态有两个或者多个并发的子 状态机，此时称组成状态的子状态为并发 子状态。
9.2 状态图元素
名字域
不能附加到 转换上。
9.2 状态图元素
9.2.3 事件
“事件”指发生在时间和空间某点上的 且能够引起某些动作执行的事情 事件可以是内部事件也可以是外部事件 四类事件： 调用事件 信号事件 改变事件 时间事件
9.2 状态图元素 信号signer事件 •所谓信号，是指由一个对象异步地发送，并由另外一 个对象接收的一个已命名的对象。 •信号事件表示对象接收到某个信号。 •信号间可以有泛化，信号可以是其他信号的子信号， 它们继承父信号的属性，并可以触发包含信号类型的 转换。
9.1 状态图概述
9.1.2 状态图概述
状态图主要由起点、终点和状态组成，各状态由转 移连接在一起 。 状态图适合于描述跨越多个用例的单个对象的行为。 状态图由状态、事件和转换三个主要元素构成。
参加高考 学前 录取 学籍处理 在校 生病
退学
康复
完成学业
休学
毕业
9.1 状态图概述
状态图与顺序图的区别 •顺序图不显示对象所有可能的动态行为， 只显示特定交互场景（一个具体的用例） 中对象的行为。 •状态图可以显示对象所有的动态行为。 •笔 完整 折断两种状态，是由谁折断？ 只能由顺序图看出
9.2 状态图元素
• 终态 end state •表示最后的或者终端状态； •终态数目可以不确定，也可以没有。 •电扇 坏了/没坏，但拆下闲置
9.2 状态图元素
9.2.2 状态 对象的状态始终是由其属性和关联决定 状态图中的状态表示的是给定类对象的 一组属性值 状态图中状态用圆角矩形表示
状态名称
9.2 状态图元素
9.2 状态图元素
9.2 状态图元素
外部转换，自转 换也是外部转换 外部转换
9.2 状态图元素
9.2.5 复合状态和子状态
复合状态是包含有子状态即嵌套状态的 状态
外借
正常
借书
在库中 还书
过期
9.2 状态图元素
组合/嵌套状态 含有子状态的状态被称为组合或嵌套状态
去掉运行这个大的 为何不在组合中 状态行吗？ 加初态、终态？ 行，但效果不好 可以将任一子状 态作初态 隐藏子状态，简 化模型复杂度， 增强清晰性
9.2 状态图元素
9.2.2 状态 • 状态详细描述
状态名称 入口动作
输入密码
entry / pwd.reset() exit / pwd.test() clear / pwd.reset() help / display help
出口动作
内部转换
延迟事件 内部活动
print / defer do / suppress echo
9.5 活动图概述
活动图是用来描述达到一个目标所实施一系 列活动的过程，描述了系统的动态特征。 活动图主要由起点/终点、活动、分支、分岔 /汇合、泳道等元素组成。 示例：学生作业处理过程
9.2 状态图元素 子状态（substate） 嵌套在另外一个状态中的状态 空调：停止、运行状态，运行状态中可 嵌套制 冷、制热、除湿等子状态 延迟事件（deferred event） 是指在该状态下暂不处理，但将推 迟到该对象的另一个状态下排队处 理的事件