第9章狀態(tài)圖 UML

1、UML建模語言第9章 狀 態(tài) 圖本章首先介紹狀態(tài)圖的基本概念，并具體講解狀態(tài)圖的幾個(gè)重要元素，然后介紹如何使用Rose創(chuàng)建狀態(tài)圖，最后通過一個(gè)示例詳細(xì)講解使用Rose創(chuàng)建狀態(tài)圖的步驟。UML建模語言9.1 狀態(tài)圖的基本概念狀態(tài)圖用于描述模型元素的實(shí)例（如對(duì)象或交互）的行為。UML建模語言9.1.1 狀態(tài)圖的定義1. 狀態(tài)機(jī)狀態(tài)機(jī)是一種記錄下給定時(shí)刻狀態(tài)的設(shè)備，它可以根據(jù)各種不同的輸入對(duì)每個(gè)給定的變化而改變其狀態(tài)或引發(fā)一個(gè)動(dòng)作，如計(jì)算機(jī)、各種客戶端軟件、Web上的各種交互頁面都是狀態(tài)機(jī)。UML建模語言2. 狀態(tài)圖一個(gè)狀態(tài)圖（Statechart Diagram）本質(zhì)上就是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，或者是狀態(tài)機(jī)

2、的特殊情況，它基本上是一個(gè)狀態(tài)機(jī)中的元素的投影，這也就意味著狀態(tài)圖包括狀態(tài)機(jī)的所有特征。UML建模語言（1）狀態(tài)狀態(tài)用于對(duì)實(shí)體在其生命周期中的各種狀況進(jìn)行建模，一個(gè)實(shí)體總是在有限的一段時(shí)間內(nèi)保持一個(gè)狀態(tài)。（2）轉(zhuǎn)換在UML的狀態(tài)建模機(jī)制中，轉(zhuǎn)換用帶箭頭的直線表示，一端連接源狀態(tài)，箭頭指向目標(biāo)狀態(tài)。UML建模語言（3）初始狀態(tài)每個(gè)狀態(tài)圖都應(yīng)該有一個(gè)初始狀態(tài)，它代表狀態(tài)圖的起始位置。（4）終止?fàn)顟B(tài)終止?fàn)顟B(tài)是一個(gè)狀態(tài)圖的終點(diǎn)，一個(gè)狀態(tài)圖可以擁有一個(gè)或者多個(gè)終止?fàn)顟B(tài)。（5）判定活動(dòng)圖和狀態(tài)圖中都有需要根據(jù)給定條件進(jìn)行判斷，然后根據(jù)不同的判斷結(jié)果進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換的情況。UML建模語言9.1.2 狀態(tài)圖的作

3、用狀態(tài)圖清晰地描述了狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換順序，通過狀態(tài)的轉(zhuǎn)換順序可以清晰看出事件的執(zhí)行順序。清晰的事件順序有利于程序員在開發(fā)程序時(shí)避免出現(xiàn)事件錯(cuò)序的情況。狀態(tài)圖清晰地描述了狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)所必須觸發(fā)的事件、監(jiān)護(hù)條件和動(dòng)作等影響轉(zhuǎn)換的因素。狀態(tài)圖通過判定可以更好地描述工作流因?yàn)椴煌臈l件發(fā)生的分支。UML建模語言9.2 狀態(tài)圖的組成9.2.1 狀態(tài)狀態(tài)是狀態(tài)圖的重要組成部分，它描述了一個(gè)類對(duì)象生命周期中的一個(gè)時(shí)間段。1. 狀態(tài)名狀態(tài)名可以把一個(gè)狀態(tài)和其他狀態(tài)區(qū)分開來。在實(shí)際使用中，狀態(tài)名通常是直觀、易懂、能充分表達(dá)語義的名詞短語，其中每個(gè)單詞的首字母要大寫。2. 內(nèi)部活動(dòng)狀態(tài)可以包含表達(dá)式的內(nèi)部活動(dòng)。當(dāng)狀態(tài)

4、進(jìn)入時(shí)活動(dòng)在進(jìn)入動(dòng)作完成后就開始。UML建模語言3. 內(nèi)部轉(zhuǎn)換狀態(tài)可能包含一系列的內(nèi)部轉(zhuǎn)換，內(nèi)部轉(zhuǎn)換因?yàn)橹挥性礌顟B(tài)而沒有目標(biāo)狀態(tài)，所以內(nèi)部轉(zhuǎn)換的結(jié)果并不改變狀態(tài)本身。4. 入口和出口動(dòng)作狀態(tài)可能具有入口和出口動(dòng)作。這些動(dòng)作的目的是封裝這個(gè)狀態(tài)，這樣就可以不必知道狀態(tài)的內(nèi)部狀態(tài)而在外部使用它。5. 歷史狀態(tài)組成狀態(tài)可能包含歷史狀態(tài)（History State），歷史狀態(tài)本身是個(gè)偽狀態(tài)，用來說明組成狀態(tài)曾經(jīng)有的子狀態(tài)。UML建模語言9.2.2 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換用于表示一個(gè)狀態(tài)機(jī)的兩個(gè)狀態(tài)之間的一種關(guān)系，即一個(gè)在某初始狀態(tài)的對(duì)象通過執(zhí)行指定的動(dòng)作并符合一定的條件下進(jìn)入第二種狀態(tài)。UML建模語言1. 外部轉(zhuǎn)換

5、外部轉(zhuǎn)換是一種改變狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，也是最普通、最常見的一種轉(zhuǎn)換。UML建模語言2. 內(nèi)部轉(zhuǎn)換內(nèi)部轉(zhuǎn)換只有源狀態(tài)，沒有目標(biāo)狀態(tài)，不會(huì)激發(fā)入口和出口動(dòng)作，因此內(nèi)部轉(zhuǎn)換激發(fā)的結(jié)果不改變本來的狀態(tài)。3. 完成轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)換沒有明確標(biāo)明觸發(fā)器事件的轉(zhuǎn)換是由狀態(tài)中活動(dòng)的完成引起的。UML建模語言4. 復(fù)合轉(zhuǎn)換復(fù)合轉(zhuǎn)換（Complex Transition）由簡單轉(zhuǎn)換組成，這些簡單轉(zhuǎn)換通過分支和合并組合起來，因此復(fù)合轉(zhuǎn)換可以具有多個(gè)源狀態(tài)和多個(gè)目標(biāo)狀態(tài)。UML建模語言5. 監(jiān)護(hù)條件轉(zhuǎn)換可能具有一個(gè)監(jiān)護(hù)條件，監(jiān)護(hù)條件是一個(gè)布爾表達(dá)式，它是觸發(fā)轉(zhuǎn)換必須滿足的條件。UML建模語言6. 觸發(fā)器事件觸發(fā)器事件就是能夠引起狀

6、態(tài)轉(zhuǎn)換的事件。如果此事件有參數(shù)，則這些參數(shù)可以被轉(zhuǎn)換所用，也可以被監(jiān)護(hù)條件和動(dòng)作的表達(dá)式所用。7. 動(dòng)作動(dòng)作（Action）通常是一個(gè)簡短的計(jì)算處理過程或一組可執(zhí)行語句。動(dòng)作也可以是一個(gè)動(dòng)作序列，即一系列簡單的動(dòng)作。UML建模語言9.2.3 判定判定用來表示一個(gè)事件依據(jù)不同的監(jiān)護(hù)條件有不同的影響。在實(shí)際建模的過程中，如果遇到需要使用判定的情況，通常用監(jiān)護(hù)條件來覆蓋每種可能，使得一個(gè)事件的發(fā)生能保證觸發(fā)一個(gè)轉(zhuǎn)換。判定示例 無判定示例UML建模語言9.2.4 同步同步是為了說明并發(fā)工作流的分支與匯合。狀態(tài)圖和活動(dòng)圖中都可能用到同步。同步 同步示例 UML建模語言9.2.5 事件事件可以分成幾種，主

7、要包括：信號(hào)事件、調(diào)用事件、改變事件和時(shí)間事件等。1. 信號(hào)事件（Signal Event）信號(hào)（Signal）是作為兩個(gè)對(duì)象之間的通信媒介的命名的實(shí)體，它以對(duì)象之間顯式通信為目的。2. 調(diào)用事件（Call Event）調(diào)用事件（Call Event）指的是一個(gè)對(duì)象對(duì)調(diào)用（Call）的接收，這個(gè)對(duì)象利用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換而不是利用固定的處理過程實(shí)現(xiàn)操作。UML建模語言3. 改變事件（Change Event）改變事件指的是依賴與特定屬性值的布爾表達(dá)式所表示的條件滿足時(shí)，事件發(fā)生改變。修改事件包含由一個(gè)布爾表達(dá)式指定的條件，事件沒有參數(shù)。4. 時(shí)間事件（Time Event）時(shí)間事件（Time Even

8、t）表示時(shí)間表達(dá)式被滿足的事件，它代表時(shí)間的流逝。UML建模語言9.3 組 成 狀 態(tài)組成狀態(tài)（Composite State）是內(nèi)部嵌套有子狀態(tài)的狀態(tài)。1. 順序組成狀態(tài)一個(gè)順序組成狀態(tài)最多可以有一個(gè)初始狀態(tài)和一個(gè)終態(tài)，同時(shí)也最多可以有一個(gè)淺（Shallow）歷史狀態(tài)和一個(gè)深（Deep）歷史狀態(tài)。UML建模語言2. 并發(fā)組成狀態(tài)在一個(gè)組成狀態(tài)中，可能有兩個(gè)或者多個(gè)并發(fā)的子狀態(tài)機(jī)，稱這樣的組成狀態(tài)為并發(fā)組成狀態(tài)。UML建模語言9.4 狀態(tài)圖的創(chuàng)建概述9.4.1 創(chuàng)建狀態(tài)圖UML建模語言9.4.2 創(chuàng)建初始和終止?fàn)顟B(tài)初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)是狀態(tài)圖中的兩個(gè)特殊狀態(tài)。初始狀態(tài)代表著狀態(tài)圖的起點(diǎn)，終止?fàn)顟B(tài)

9、代表著狀態(tài)圖的終點(diǎn)。UML建模語言9.4.3 創(chuàng)建狀態(tài)創(chuàng)建狀態(tài)的步驟可以分為：創(chuàng)建新狀態(tài)、修改新狀態(tài)名稱、增加入口和出口動(dòng)作、增加活動(dòng)。UML建模語言1. 創(chuàng)建新狀態(tài)單擊狀態(tài)圖工具欄中的圖標(biāo)，然后在繪制區(qū)域單擊鼠標(biāo)左鍵。UML建模語言2. 修改新狀態(tài)名稱創(chuàng)建新的狀態(tài)后可以修改狀態(tài)的屬性信息。雙擊狀態(tài)圖標(biāo)，在彈出對(duì)話框的General選項(xiàng)卡里進(jìn)行名稱Name和文檔說明Documentation等屬性的設(shè)置。UML建模語言3. 增加入口和出口動(dòng)作在狀態(tài)屬性設(shè)置對(duì)話框中打開Actions選項(xiàng)卡，在空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Insert命令，雙擊出現(xiàn)的動(dòng)作類型Entry，在彈出對(duì)話框的

10、When下拉列表中選擇On Entry選項(xiàng)，在Name文本框中添加動(dòng)作的名稱。UML建模語言4. 增加活動(dòng)增加活動(dòng)與增加入口動(dòng)作和出口動(dòng)作類似，區(qū)別是在When下拉列表中選擇Do選項(xiàng)。UML建模語言9.4.4 創(chuàng)建狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換是兩個(gè)狀態(tài)之間的一種關(guān)系，代表了一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的過渡，在UML中轉(zhuǎn)換用一條帶箭頭的直線表示。UML建模語言9.4.5 創(chuàng)建事件雙擊轉(zhuǎn)換圖標(biāo)，在彈出對(duì)話框的General選項(xiàng)卡里增加事件即可。在Event文本框中添加觸發(fā)轉(zhuǎn)換的事件，在Arguments文本框中添加事件的參數(shù)。UML建模語言9.4.6 創(chuàng)建動(dòng)作雙擊轉(zhuǎn)換的圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話框中打開Detail選項(xiàng)卡

11、，在Action文本框中添加要發(fā)生的動(dòng)作。UML建模語言9.4.7 創(chuàng)建監(jiān)護(hù)條件雙擊轉(zhuǎn)換的圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話框中打開Detail選項(xiàng)卡，在Guard Condition文本框中添加監(jiān)護(hù)條件。UML建模語言9.5 狀態(tài)圖的創(chuàng)建示例創(chuàng)建一個(gè)狀態(tài)圖的步驟如下：標(biāo)識(shí)出建模實(shí)體。標(biāo)識(shí)出實(shí)體的各種狀態(tài)。創(chuàng)建相關(guān)事件并創(chuàng)建狀態(tài)圖。UML建模語言9.5.1 標(biāo)識(shí)建模實(shí)體一般來說，不需要給所有的類都創(chuàng)建狀態(tài)圖，只有具有重要?jiǎng)討B(tài)行為的類才需要。UML建模語言9.5.2 標(biāo)識(shí)實(shí)體的各種狀態(tài)對(duì)于一個(gè)學(xué)生賬號(hào)來說，它的狀態(tài)主要包括以下幾種：初始狀態(tài)。終止?fàn)顟B(tài)?？蛇x課狀態(tài)。不可選課狀態(tài)。賬號(hào)被刪除狀態(tài)。UML建模語言9.5.3 標(biāo)識(shí)相關(guān)事件并創(chuàng)建狀態(tài)圖當(dāng)確定了需要建模的