第10章 状态机图

Used
Somebody go into Unused
Somebody go out The train go running
Maintaining The train stop
转换的分类
• 2．内部转换 • 内部转换有一个源状态但是没有目标状态，它转换后的状态仍旧是它
本身。内部转换自始至终都不离开源状态，所以没有入口动作和出口 动作。因此，当对象处于某个状态，进行的一些动作时，我们可以把 这些动作看成是内部转换。 • 在第二栏，描述了入口动作和出口动作，也描述了内部转换，要注意 的是，入口动作和出口动作描述的是外部转换时发生的动作；内部转 换是描述本状态没有发生改变的情况下，发生的动作。
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
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 。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
• 状态机图中的状态分为简单状态和复合状态2种。 • 1 简单状态 • 简单状态是指不包含其他状态的状态。但是，简单状态可以具有内部
转换、入口动作和出口动作等。 • 下图只包含2个简单状态。
状态的分类
• 2 复合状态 • 复合状态是指状态本身包含一到多个子状态机的状态。 • 复合状态中包含的多个子状态之间的关系有两种：一种是并发关系，
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。
烧水器的状态机图
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、
状态的分类
• 3．自动转换
• 在没有外部事件的作用下，对象执行了某些活动后，自然而然地完成 的转换。自转换是离开某个状态后重新进入原先的状态，它会激发状 态的入口动作和出口动作的执行。
• 4．复合转换
• 复合转换由简单转换组成，通过分支判定，把多个简单转换组合在一
起。
NewStat Event1 e
• 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。
[ Condition6 ] / Action6 NewStat e5
转换的区别
• 内部转换和自转换不同： ① 自转换是离开本状态后重新进入该状态，它会
激发状态的入口动作和出口动作的执行。 ② 内部转换自始至终都不离开本状态，所以没有
出口或入口事件，也就不执行入口和出口动作 。
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带有复杂转换的状态机图
状态的分类
• 2. 并发子状态
• 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。这些可以同时出现的状态称为并发子状态。
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同步
• 使用同步条可以显示并发转移，并发转移中可以 有多个源状态和目标状态。并发转移表示一个同 步将一个控制划分为并发的线程。
• 状态机图中使用到同步条是为了说明某些状态在 哪里需要跟上或者等待其他状态。状态机图中同 步条是一条黑色的粗线。
State1 State2
State3
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状态的分类
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。
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。 • 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（）。
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。
状态机图的表示
• 分支的表示
• 对象在外部事件的作用下，根据监护条件的不同值，转向不同的目标 状态。即，对象的状态根据监护条件的取值而发生分支。分支用空心 小菱形表示。
• 根据监护条件的真假可以触发不同的分支转换。
状态1
[ 满足监护条件 ]
状态2
[ 不满足监护条件 ]
状态3
状态机图的表示
• 转换表示当一个外部事件作用于对象，在监护条件得到满足时，对象 在源状态下执行一序列的动作后，转向目标状态。 转换进入的状态称 为活动状态，转换离开的状态变变为非活动状态。
另一种是互斥关系。如果子状态是并发关系，称子状态为并发子状态； 如果子状态是互斥关系，称子状态为顺序子状态。
子状态
子状态也可以有初态和终态
状态的分类
• 1. 顺序子状态 • 在任何时刻，当复合状态被激活时，如果复合状态包含的多个子状态
中，只能有一个子状态处于活动状态，即多个子状态之间是互斥的， 这种子状态称为顺序子状态。复合状态的子状态如果是顺序子状态， • 在下图中， IC卡电话 “使用状态”状态是一个复合状态，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。
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.
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,而是延迟到其他状态响应.
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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
状态机图的表示
• 理解简单状态机图 • 例如，描述一个烧水器在工作时的行为状态变化。 • 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 • 与状态on相关的转换也有两个，如果“水开了”就执行turnOff动作， 关掉开关；如果烧坏了，就进入了终态了
[ Condition1 ] / Action1
[ Condition3 ] / Action3 NewStat e2
[ Condition4 ] / Action4 NewStat e3
[ Condition2 ] / Action2
[ Condition5 ] / Action5 NewStat e4
LOGO
《UML 统一建模》
第10章 状态机图
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）
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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。
面向对象分析与设计&UML
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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。
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。
状态机图的表示
• 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。