狀態(tài)圖與活動(dòng)圖

第八章?tīng)顟B(tài)圖與活動(dòng)圖主講教師：阿都建華單位：軟件工程系什么是狀態(tài)圖UML中的狀態(tài)圖（statechartdiagram）主要用于描述一個(gè)對(duì)象在其生存期間的動(dòng)態(tài)行為，表現(xiàn)一個(gè)對(duì)象所經(jīng)歷的狀態(tài)序列，引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移的事件，以及因狀態(tài)轉(zhuǎn)移而伴隨的動(dòng)作狀態(tài)就是對(duì)象生命期中的某個(gè)條件或狀況，在此期間對(duì)象將滿足某些條件、執(zhí)行某些活動(dòng)或等待某些事件一個(gè)狀態(tài)圖表現(xiàn)了一個(gè)對(duì)象的生存史，著重描述從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的控制流狀態(tài)圖：一部電梯的運(yùn)行方式狀態(tài)圖的圖形元素狀態(tài)：用一個(gè)帶圓角的矩形框表示，可以進(jìn)一步劃分為3個(gè)分隔框：名稱框、內(nèi)部轉(zhuǎn)移框和嵌套狀態(tài)圖框名稱框：標(biāo)出狀態(tài)的名稱內(nèi)部轉(zhuǎn)移框：規(guī)定動(dòng)作或活動(dòng)，但不改變對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)嵌套狀態(tài)圖：放置被嵌套的子狀態(tài)圖轉(zhuǎn)移：用實(shí)箭線表示，箭尾連接出發(fā)狀態(tài)，即源狀態(tài)，箭頭連接到達(dá)狀態(tài)，即目標(biāo)狀態(tài)在箭線上可以標(biāo)示與該轉(zhuǎn)移有關(guān)的選項(xiàng)：事件、保安條件和動(dòng)作初始狀態(tài)：是模型元素的初始狀態(tài)，代表一個(gè)狀態(tài)圖的起始點(diǎn)，是一個(gè)偽狀態(tài)。初始狀態(tài)用一個(gè)實(shí)心的圓表終結(jié)狀態(tài)：是模型元素的最后的狀態(tài)，代表一個(gè)狀態(tài)圖的終止點(diǎn)，是一個(gè)偽狀態(tài)。終結(jié)狀態(tài)用一個(gè)圓中套一個(gè)實(shí)心圓表示初始狀態(tài)終結(jié)狀態(tài)判定：判定是在狀態(tài)圖中的一個(gè)特定的位置，工作流在此按保安條件的取值而發(fā)生分支判定用空心小菱形表示同步：同步可視化地定義了并發(fā)工作流的分劈（fork）與接合（join）分劈是一個(gè)源狀態(tài)分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的目標(biāo)狀態(tài)接合是兩個(gè)以上的源狀態(tài)連接為一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)同步在狀態(tài)圖中用一條粗短線表示，成為同步桿狀態(tài)狀態(tài)（state）是指在對(duì)象的生命期中的某個(gè)條件或狀況，在此期間對(duì)象將滿足某些條件、執(zhí)行某些活動(dòng)或等待某些事件狀態(tài)屬性：對(duì)確定對(duì)象的狀態(tài)有重要意義的屬性一個(gè)狀態(tài)有以下幾個(gè)部分：狀態(tài)名（name）、進(jìn)入/退出（entry/exitaction）、內(nèi)部轉(zhuǎn)移（internaltransition）、子狀態(tài)（substate）、延遲事件（deferredevent）組合狀態(tài)簡(jiǎn)單狀態(tài)：一個(gè)不含有嵌套狀態(tài)的狀態(tài)組合狀態(tài)：如果一個(gè)狀態(tài)內(nèi)嵌套了若干個(gè)狀態(tài)，則稱該狀態(tài)為組合狀態(tài)或超狀態(tài)子狀態(tài)：嵌套在另一個(gè)狀態(tài)中的狀態(tài)使用組合狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)：避免了轉(zhuǎn)移線交叉，使圖面清晰，簡(jiǎn)化了狀態(tài)圖，更重要的是要清楚地表達(dá)了狀態(tài)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，便于分清主次，分別對(duì)待順序狀態(tài)與并發(fā)狀態(tài)順序狀態(tài)：組合狀態(tài)的子狀態(tài)是一個(gè)一個(gè)執(zhí)行的，不是并發(fā)存在的順序狀態(tài)與并發(fā)狀態(tài)并發(fā)狀態(tài)：子狀態(tài)是并發(fā)存在的兩個(gè)并發(fā)的子狀態(tài)圖用一條虛線分隔并發(fā)狀態(tài)圖：用于描述一個(gè)對(duì)象在某個(gè)時(shí)刻有多個(gè)并發(fā)的子狀態(tài)機(jī)的情況，并發(fā)狀態(tài)圖是這些子狀態(tài)圖的組合歷史狀態(tài)歷史狀態(tài)是一個(gè)偽狀態(tài)，代表上次離開(kāi)組合狀態(tài)時(shí)的最后一個(gè)活動(dòng)子狀態(tài)，當(dāng)再次進(jìn)入這個(gè)組合狀態(tài)時(shí)，可直接進(jìn)入這個(gè)子狀態(tài)歷史狀態(tài)用一個(gè)含字母“H”的小圓圈表示事件是一個(gè)有意義的事情的說(shuō)明，它位于特定的時(shí)間和空間點(diǎn)在狀態(tài)圖中，事件是一個(gè)激勵(lì)的出現(xiàn)，它定義一個(gè)觸發(fā)子觸發(fā)對(duì)象改變其狀態(tài)在UML中，事件分為4類(lèi)：調(diào)用事件、變化事件、時(shí)間事件、信號(hào)事件事件調(diào)用事件：表示對(duì)操作的調(diào)度格式：Event-name’(‘comma-separated-parameter-list’)’變化事件：如果一個(gè)布爾表達(dá)式中的變量發(fā)生變化，使得該布爾表達(dá)式的值相應(yīng)地變化，從而滿足某些條件，則這種事件稱為變化事件變化事件用關(guān)鍵字when表示時(shí)間事件：指滿足某一時(shí)間表達(dá)式的情況的事件時(shí)間事件用關(guān)鍵字after或when表示信號(hào)事件：表示對(duì)象接收了信號(hào)這種情況，往往會(huì)觸發(fā)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移在UML中，信號(hào)用構(gòu)造型《signal》表示信號(hào)事件和調(diào)用事件的表示格式是一樣的動(dòng)作動(dòng)作是一個(gè)可執(zhí)行的原子計(jì)算，即動(dòng)作是不可被中斷的，其執(zhí)行時(shí)間是可忽略不計(jì)的進(jìn)入動(dòng)作和退出動(dòng)作的例子：

Entry/setMode(onTrack)Exit/setMode(offTrack)小結(jié)狀態(tài)圖的基本概念、用途狀態(tài)圖的圖形元素狀態(tài)的定義及分類(lèi)組合狀態(tài)的分類(lèi)事件、事件的分類(lèi)、動(dòng)作什么是活動(dòng)圖活動(dòng)圖是系統(tǒng)的一種行為視圖，它描述參與行為的對(duì)象類(lèi)的活動(dòng)的順序，包括依賴于條件的行為和并發(fā)行為[沒(méi)有可口可樂(lè)]判斷條件判定活動(dòng)[找到可口可樂(lè)]活動(dòng)[找到咖啡][沒(méi)有咖啡]同步條件找飲料將咖啡放到過(guò)濾器中取一聽(tīng)可口可樂(lè)加水到容器中取出咖啡杯人熄滅咖啡爐

點(diǎn)燃咖啡爐把過(guò)濾器放到咖啡爐上沖調(diào)咖啡終點(diǎn)喝飲料倒咖啡活動(dòng)；泳道；分支；分叉和匯合；對(duì)象流；注釋體和注釋連接?；顒?dòng)圖的基本要素

活動(dòng)活動(dòng)：活動(dòng)是某件事情正在進(jìn)行的狀態(tài)，表現(xiàn)為由一系列動(dòng)作組成的非原子的執(zhí)行過(guò)程。UML中的表示：泳道

泳道是活動(dòng)圖中的區(qū)域劃分，每個(gè)泳道代表一個(gè)責(zé)任區(qū)，一個(gè)泳道可由一個(gè)或多個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)。分支對(duì)于同一觸發(fā)事件，可以根據(jù)不同的警戒條件轉(zhuǎn)向不同的活動(dòng)，每個(gè)可能的轉(zhuǎn)移是一個(gè)分支。分叉和匯合

表示系統(tǒng)或?qū)ο笾械牟l(fā)行為。分叉表示一個(gè)控制流被兩個(gè)或多個(gè)控制流代替，經(jīng)過(guò)分叉后，這些控制流是并發(fā)進(jìn)行的；匯合正好相反。對(duì)象流

在活動(dòng)圖中可以出現(xiàn)對(duì)象，對(duì)象可以作為活動(dòng)的輸入或輸出。對(duì)象流表示活動(dòng)與對(duì)象之間的關(guān)系。注釋體和注釋連接注釋體：用于對(duì)UML實(shí)體進(jìn)行文字描述。注釋連接：用于將注釋體與要描述的實(shí)體相連，說(shuō)明該注釋體是針對(duì)該實(shí)體所進(jìn)行的描述?；顒?dòng)圖例子活動(dòng)圖例子課堂作業(yè)某公司的設(shè)備采購(gòu)流程設(shè)置為：

A、由業(yè)務(wù)部門(mén)提出需求設(shè)備清單；B、將需求設(shè)備清單交采購(gòu)部門(mén)建立采購(gòu)采買(mǎi)單據(jù)；C、采購(gòu)部門(mén)建立采購(gòu)單據(jù)后，交財(cái)務(wù)部門(mén)，向財(cái)務(wù)部門(mén)申請(qǐng)款項(xiàng)，預(yù)支零用金；D、財(cái)務(wù)部門(mén)建立應(yīng)付帳款單據(jù)后：核支款項(xiàng)；E、采購(gòu)部門(mén)在收到款項(xiàng)后，進(jìn)行采買(mǎi)；F、采買(mǎi)完成后，執(zhí)行：（1）發(fā)票和剩余款項(xiàng)交財(cái)務(wù)部：（2）設(shè)備交業(yè)務(wù)部門(mén)；G、（a）采購(gòu)部門(mén)：采購(gòu)單據(jù)結(jié)案；（b）財(cái)務(wù)部門(mén)：帳款沖銷(xiāo)結(jié)案；

活動(dòng)圖的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：最適合支持并行行為，而且也是支持多線程編程的有力工具，可用于描述業(yè)務(wù)流程。缺點(diǎn)：很難清楚地描述動(dòng)作與對(duì)象之間的關(guān)系。雖然在活動(dòng)旁標(biāo)出對(duì)象名或者采用泳道技術(shù)可以定義這種關(guān)系，但仍然沒(méi)有交互圖簡(jiǎn)單直接。因此，像大多數(shù)建模技術(shù)一樣，最好把活動(dòng)圖與其他技術(shù)結(jié)合使用?；顒?dòng)圖與狀態(tài)圖的區(qū)別活動(dòng)圖描述的是響應(yīng)內(nèi)部處理的對(duì)象類(lèi)的行為，狀態(tài)圖描述的是對(duì)象類(lèi)響應(yīng)事件的外部行為。活動(dòng)圖著重表現(xiàn)的是一個(gè)活動(dòng)到另一個(gè)活動(dòng)的控制流，是內(nèi)部處理驅(qū)動(dòng)的流程；而狀態(tài)圖著重表現(xiàn)的是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的流程，常用于有異步事件發(fā)生的情況活動(dòng)圖與交互圖的區(qū)別活動(dòng)圖著重表現(xiàn)的是活動(dòng)的控制流，描述在對(duì)象之間傳遞的操作；而交互圖著重表現(xiàn)的是對(duì)象到對(duì)象的控制流，描述對(duì)象之間傳遞的消息活動(dòng)圖的應(yīng)用－用途分析UseCase在分析UseCase時(shí)需要理解系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生哪些動(dòng)作，行為之間的依賴關(guān)系是什么，此時(shí)可以用活動(dòng)圖來(lái)驗(yàn)證UseCase理解工作流程對(duì)理解業(yè)務(wù)處理過(guò)程十分有用，可以畫(huà)出描述業(yè)務(wù)工作流的活動(dòng)圖與領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行交流，明確業(yè)務(wù)處理操作是如何進(jìn)行的，將會(huì)有怎樣的變化描述復(fù)雜過(guò)程的算法此時(shí)相當(dāng)于UML版的程序流程圖，常規(guī)的順序、分支過(guò)程在活動(dòng)圖中都能得到充分體現(xiàn)處理多線程應(yīng)用利用活動(dòng)圖支持并發(fā)的特點(diǎn)，描述多線程應(yīng)用的行為活動(dòng)圖是一種用于系統(tǒng)的行為建模的工具，它能支持對(duì)并發(fā)行為的描述的特點(diǎn)，使其成為對(duì)工作流（業(yè)務(wù)流）建立模型的強(qiáng)大工具，尤其適合于多線程的程序的建模主要缺點(diǎn)：動(dòng)作與對(duì)象之間的連接關(guān)系不夠清晰活動(dòng)圖的應(yīng)用－工作流建模何時(shí)可使用活動(dòng)圖分析用例。能直觀清晰地分析用例，了解應(yīng)當(dāng)采取哪些動(dòng)作以及這些動(dòng)作之間的依賴關(guān)系。一張完整的活動(dòng)圖是所有用例的集成圖。理解牽涉多個(gè)用例的工作流。在難于區(qū)分不同用例而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程又十