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，最后通過一個示例詳細講解使用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例（如對象或交互）的行為。UML建模語言9.1.1 狀態(tài)圖的定義1. 狀態(tài)機狀態(tài)機是一種記錄下給定時刻狀態(tài)的設備，它可以根據(jù)各種不同的輸入對每個給定的變化而改變其狀態(tài)或引發(fā)一個動作，如計算機、各種客戶端軟件、Web上的各種交互頁面都是狀態(tài)機。UML建模語言2. 狀態(tài)圖一個狀態(tài)圖（Statechart Diagram）本質(zhì)上就是一個狀態(tài)機，或者是狀態(tài)機

2、的特殊情況，它基本上是一個狀態(tài)機中的元素的投影，這也就意味著狀態(tài)圖包括狀態(tài)機的所有特征。UML建模語言（1）狀態(tài)狀態(tài)用于對實體在其生命周期中的各種狀況進行建模，一個實體總是在有限的一段時間內(nèi)保持一個狀態(tài)。（2）轉(zhuǎn)換在UML的狀態(tài)建模機制中，轉(zhuǎn)換用帶箭頭的直線表示，一端連接源狀態(tài)，箭頭指向目標狀態(tài)。UML建模語言（3）初始狀態(tài)每個狀態(tài)圖都應該有一個初始狀態(tài)，它代表狀態(tài)圖的起始位置。（4）終止狀態(tài)終止狀態(tài)是一個狀態(tài)圖的終點，一個狀態(tài)圖可以擁有一個或者多個終止狀態(tài)。（5）判定活動圖和狀態(tài)圖中都有需要根據(jù)給定條件進行判斷，然后根據(jù)不同的判斷結(jié)果進行不同的轉(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)程序時避免出現(xiàn)事件錯序的情況。狀態(tài)圖清晰地描述了狀態(tài)轉(zhuǎn)換時所必須觸發(fā)的事件、監(jiān)護條件和動作等影響轉(zhuǎn)換的因素。狀態(tài)圖通過判定可以更好地描述工作流因為不同的條件發(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，它描述了一個類對象生命周期中的一個時間段。1. 狀態(tài)名狀態(tài)名可以把一個狀態(tài)和其他狀態(tài)區(qū)分開來。在實際使用中，狀態(tài)名通常是直觀、易懂、能充分表達語義的名詞短語，其中每個單詞的首字母要大寫。2. 內(nèi)部活動狀態(tài)可以包含表達式的內(nèi)部活動。當狀態(tài)

4、進入時活動在進入動作完成后就開始。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)換因為只有源狀態(tài)而沒有目標狀態(tài)，所以內(nèi)部轉(zhuǎn)換的結(jié)果并不改變狀態(tài)本身。4. 入口和出口動作狀態(tài)可能具有入口和出口動作。這些動作的目的是封裝這個狀態(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)換用于表示一個狀態(tài)機的兩個狀態(tài)之間的一種關系，即一個在某初始狀態(tài)的對象通過執(zhí)行指定的動作并符合一定的條件下進入第二種狀態(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)，沒有目標狀態(tài)，不會激發(fā)入口和出口動作，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)換沒有明確標明觸發(fā)器事件的轉(zhuǎn)換是由狀態(tài)中活動的完成引起的。UML建模語言4. 復合轉(zhuǎn)換復合轉(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，因此復合轉(zhuǎn)換可以具有多個源狀態(tài)和多個目標狀態(tài)。UML建模語言5. 監(jiān)護條件轉(zhuǎn)換可能具有一個監(jiān)護條件，監(jiān)護條件是一個布爾表達式，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)護條件和動作的表達式所用。7. 動作動作（Action）通常是一個簡短的計算處理過程或一組可執(zhí)行語句。動作也可以是一個動作序列，即一系列簡單的動作。UML建模語言9.2.3 判定判定用來表示一個事件依據(jù)不同的監(jiān)護條件有不同的影響。在實際建模的過程中，如果遇到需要使用判定的情況，通常用監(jiān)護條件來覆蓋每種可能，使得一個事件的發(fā)生能保證觸發(fā)一個轉(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：信號事件、調(diào)用事件、改變事件和時間事件等。1. 信號事件（Signal Event）信號（Signal）是作為兩個對象之間的通信媒介的命名的實體，它以對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）指的是一個對象對調(diào)用（Call）的接收，這個對象利用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換而不是利用固定的處理過程實現(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式所表示的條件滿足時，事件發(fā)生改變。修改事件包含由一個布爾表達式指定的條件，事件沒有參數(shù)。4. 時間事件（Time Event）時間事件（Time Even

8、t）表示時間表達式被滿足的事件，它代表時間的流逝。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)一個順序組成狀態(tài)最多可以有一個初始狀態(tài)和一個終態(tài)，同時也最多可以有一個淺（Shallow）歷史狀態(tài)和一個深（Deep）歷史狀態(tài)。UML建模語言2. 并發(fā)組成狀態(tài)在一個組成狀態(tài)中，可能有兩個或者多個并發(fā)的子狀態(tài)機，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)建初始和終止狀態(tài)初始狀態(tài)和終止狀態(tài)是狀態(tài)圖中的兩個特殊狀態(tài)。初始狀態(tài)代表著狀態(tài)圖的起點，終止狀態(tài)

9、代表著狀態(tài)圖的終點。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、增加入口和出口動作、增加活動。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，然后在繪制區(qū)域單擊鼠標左鍵。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，在彈出對話框的General選項卡里進行名稱Name和文檔說明Documentation等屬性的設置。UML建模語言3. 增加入口和出口動作在狀態(tài)屬性設置對話框中打開Actions選項卡，在空白處單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Insert命令，雙擊出現(xiàn)的動作類型Entry，在彈出對話框的

10、When下拉列表中選擇On Entry選項，在Name文本框中添加動作的名稱。UML建模語言4. 增加活動增加活動與增加入口動作和出口動作類似，區(qū)別是在When下拉列表中選擇Do選項。UML建模語言9.4.4 創(chuàng)建狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換是兩個狀態(tài)之間的一種關系，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，在彈出對話框的General選項卡里增加事件即可。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)建動作雙擊轉(zhuǎn)換的圖標，在彈出的對話框中打開Detail選項卡

11、，在Action文本框中添加要發(fā)生的動作。UML建模語言9.4.7 創(chuàng)建監(jiān)護條件雙擊轉(zhuǎn)換的圖標，在彈出的對話框中打開Detail選項卡，在Guard Condition文本框中添加監(jiān)護條件。UML建模語言9.5 狀態(tài)圖的創(chuàng)建示例創(chuàng)建一個狀態(tài)圖的步驟如下：標識出建模實體。標識出實體的各種狀態(tài)。創(chuàng)建相關事件并創(chuàng)建狀態(tài)圖。UML建模語言9.5.1 標識建模實體一般來說，不需要給所有的類都創(chuàng)建狀態(tài)圖，只有具有重要動態(tài)行為的類才需要。UML建模語言9.5.2 標識實體的各種狀態(tài)對于一個學生賬號來說，它的狀態(tài)主要包括以下幾種：初始狀態(tài)。終止狀態(tài)?？蛇x課狀態(tài)。不可選課狀態(tài)。賬號被刪除狀態(tài)。UML建模語言9.5.3 標識相關事件并創(chuàng)建狀態(tài)圖當確定了需要建模的