zhjr-第八章狀態(tài)圖

授課：張金榮Email：zhjr2000@163.com

zhjr@QQ：zhjr@(即1211460305)電話：13983103704107030803、04班《統(tǒng)一建模語言與建模工具》教學要求狀態(tài)圖概念、定義、作用狀態(tài)及其表示法、狀態(tài)圖的標記符狀態(tài)轉換、事件、條件的概念掌握狀態(tài)圖的閱讀和繪制方法。重點：狀態(tài)圖的基本概念和元素難點：復合狀態(tài)圖的表達第

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章狀態(tài)圖2目錄8.1狀態(tài)圖的基礎知識8.2狀態(tài)圖組成8.2.1狀態(tài)、狀態(tài)表示法包括名稱、入口/出口動作、內部轉換、子狀態(tài)（嵌套狀態(tài)）和延遲事件等五個部分8.2.2初始狀態(tài)（initialstate）8.2.3終止狀態(tài)（finalstate）8.2.4轉換和轉換的五要素8.2.5判定與復合轉換8.2.6狀態(tài)嵌套和歷史狀態(tài)8.3并發(fā)狀態(tài)圖（不做要求）8.4狀態(tài)圖設計實例8.5繪制狀態(tài)機圖38.1狀態(tài)圖的基礎知識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。在UML中狀態(tài)機由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的轉換組成，是展示狀態(tài)與狀態(tài)轉換的圖。在面向對象的軟件系統(tǒng)中，一個對象無論多么簡單或者多么復雜，都必然會經歷一個從開始創(chuàng)建到最終消亡的完整過程，這個過程通常被稱為對象的生命周期。一般說來，對象在其生命周期內是不可能完全孤立的，它必然會接受消息來改變自身或者發(fā)送消息來影響其他對象。而狀態(tài)機就是用于說明對象在其生命周期中響應事件所經歷的狀態(tài)序列以及對這些事件的響應。在狀態(tài)機的語境中，一個事件就是一次激發(fā)的產生，每個激發(fā)都可以觸發(fā)一個狀態(tài)轉換。48.1狀態(tài)圖的基礎知識2.狀態(tài)圖定義：狀態(tài)圖是眾多開發(fā)人員都十分熟悉甚至經常使用的工具，它描述了一個特定對象的所有可能狀態(tài)以及由于各種事件的發(fā)生而引起的狀態(tài)之間的轉移。大多數面向對象技術都使用狀態(tài)圖來描述一個對象在其生命周期中的行為，尤其是通過給單個類繪制狀態(tài)圖以表該類單個對象的生存期行為。對象從產生到結束，可以處于一系列不同的狀態(tài)。狀態(tài)影響對象的行為，當這些狀態(tài)的數目有限時，就可以用狀態(tài)圖來為對象的行為建模，顯示其生命的整個進程。狀態(tài)圖把系統(tǒng)或對象所經歷的狀態(tài)以及導致狀態(tài)轉變的事件以圖的方式顯示出來。53.在畫對象的狀態(tài)圖時，需要考慮以下因素：1)對象有哪些有意義的狀態(tài)。2)如何決定對象的可能狀態(tài)。3)對象的狀態(tài)圖和其他模型之間如何進行映射。68.2狀態(tài)圖組成在UML中狀態(tài)圖由表示狀態(tài)的節(jié)點和表示狀態(tài)之間轉換的帶箭頭的直線組成。狀態(tài)的轉換由事件觸發(fā)，狀態(tài)和狀態(tài)之間由轉換箭頭連接。每一個狀態(tài)圖都有一初始狀態(tài)（實心圓），用來表示狀態(tài)機的開始，還有一個終止狀態(tài)（半實心圓），用來表示狀態(tài)機的終止。一個簡單的狀態(tài)圖如下圖所示。7一個簡單的狀態(tài)圖最為核心的元素無外乎是兩個：一個是用圓角矩形表示的狀態(tài)（初態(tài)和終態(tài)例外）；另一個則是在狀態(tài)之間的、包含一些文字描述的有向箭頭線，這些箭頭線稱為轉換。8狀態(tài)圖的基本符號

基本狀態(tài)圖主要由元素狀態(tài)、轉換、初始狀態(tài)、終止狀態(tài)等組成98.2.1狀態(tài)、狀態(tài)表示法狀態(tài)是指在對象生命周期中滿足某些條件、執(zhí)行某些活動或等待某些事件的一個條件和狀況一個狀態(tài)通常包括名稱、入口/出口動作、內部轉換、子狀態(tài)（嵌套狀態(tài)）和延遲事件等五個部分組成101.狀態(tài)名

狀態(tài)名指的是狀態(tài)的名字，通常用字符串表示，其中每個單詞的首字母大寫。狀態(tài)名可以包含任意數量的字母、數字和除冒號“：”以外的一些符號，可以較長，連續(xù)幾行。但是一定要注意一個狀態(tài)的名稱在狀態(tài)圖所在的上下文中應該是惟一的，能夠把該狀態(tài)和其他狀態(tài)區(qū)分開。112.入口和出口動作

一個狀態(tài)可以有或者沒有入口和出口動作。入口和出口動作分別指的是進入和退出一個狀態(tài)時所執(zhí)行的“邊界”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)的內部狀態(tài)而在外部使用它。入口動作:【用entry/動作】表示出口動作：【exit/動作】表示123．內部活動（inneractivity）狀態(tài)可以包含表達式的內部活動?！綿o/活動】表示當狀態(tài)進入時活動在進入動作完成后就開始。如果活動結束，狀態(tài)就完成，執(zhí)行出口動作，然后一個從這個狀態(tài)出發(fā)的轉換被觸發(fā)，否則狀態(tài)等待觸發(fā)轉換以引起狀態(tài)本身的改變。如果在活動正在執(zhí)行時轉換觸發(fā)，那么活動被迫結束并且退出動作被執(zhí)行。134.內部轉換

內部轉換指的是不導致狀態(tài)改變的轉換。跟外部轉換形式是一樣的。內部轉換事件動作監(jiān)護條件145.延遲事件延遲事件是一種特殊的事件，它是指該事件不會觸發(fā)狀態(tài)的轉換，當對象處于該狀態(tài)時事件不會丟失，但會被延遲執(zhí)行。例如，當E-mail程序中正在發(fā)送第一封郵件時，用戶下達發(fā)送第二封郵件執(zhí)令就會被延遲，但第一封郵件發(fā)送完成后，這封郵件就會被發(fā)送。這種事件就屬于延遲事件；再如打印事件。在狀態(tài)內部用/defer表示延遲事件158.2.2初始狀態(tài)（initialstate）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。初始狀態(tài)是一個偽狀態(tài)（一個和普通狀態(tài)有連接的假狀態(tài)），對象不可能保持在初始狀態(tài)，必須要有一個輸出的無觸發(fā)轉換（沒有事件觸發(fā)器的轉換）。通常初始狀態(tài)上的轉換是無監(jiān)護條件的并且初始狀態(tài)只能作為轉換的源，而不能作為轉換的目標在UML中一個狀態(tài)圖只能有一個初始狀態(tài)，用一個實心的圓表示。168.2.3終止狀態(tài)（finalstate）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0個或者多個終止狀態(tài)。對象可以保持在終止狀態(tài)但是終止狀態(tài)不可能有任何形式的觸發(fā)轉換，它的目的就是為了激發(fā)封裝狀態(tài)上的完成轉換。因此終止狀態(tài)只能作為轉換的目標而不能作為轉換的源在UML中終止狀態(tài)用一個含有實心圓的空心圓表示。17需要注意的是，對于一些特殊的狀態(tài)圖，可以沒有終止狀態(tài)如圖所示為一部電的狀態(tài)圖，在這個狀態(tài)圖中沒有終止狀態(tài)。因為不管在什么樣的情況下，電話的狀態(tài)都在“空閑”和“忙”之間轉換。188.2.4轉換和轉換的五要素源狀態(tài)(SourceState)：即受轉換影響的狀態(tài)目標狀態(tài)(TargetState)：當轉換完成后對象的狀態(tài)觸發(fā)事件(EventTrigger)：用來為轉換定義一個事件，包括調用、改變、信號、時間四類事件監(jiān)護條件(GuardCondition)：布爾表達式，決定是否激活轉換、動作(Action)：轉換激活時的操作19與狀態(tài)off相關的轉換有兩個，其觸發(fā)事件都是turnOn，只不過其監(jiān)護條件不同。如果對象收到事件turnOn，那么將判斷壺中是否有水；如果[沒水]，則仍然處于off狀態(tài)；如果[有水]則轉為on狀態(tài)，并執(zhí)行“燒水”動作而與狀態(tài)on相關的轉換也有兩個，如果“水開了”就執(zhí)行turnOff，關掉開關；如果燒壞了，就進入了終態(tài)了20轉換的分類、描述和語法轉換類型描述語法①外部轉換對事件做出響應，引起狀態(tài)變化或自身轉換，同時引發(fā)一個特定動作，如果離開或進入狀態(tài)將引發(fā)進入轉換、離開轉換事件(參數)[監(jiān)護條件]/動作②內部轉換對事件做出響應，并執(zhí)行一個特定的活動，但并不引起狀態(tài)變化或進入轉換、離開轉換同①③進入轉換當進入某一狀態(tài)時，執(zhí)行相應活動entry/動作④退出轉換當離開某一狀態(tài)時，執(zhí)行相應活動exit/動作⑤自轉換一種特殊的外部轉換，起始狀態(tài)和終止狀態(tài)為同一狀態(tài)同①21自轉換內部轉換退出轉換進入轉換228.2.5判定與復合轉換判定用空心小菱形表示。工作流在此處按監(jiān)護條件的取值而發(fā)生分支，各個分支組成復合轉換。23它的變體：可以看成是兩個轉換24鏈式分支（鏈式復合轉換）25非鏈式分支（非鏈式復合轉換）可以看成是多個轉換（如果把事件[監(jiān)護條件]/動作看做是轉換的簽名的話）268.2.6狀態(tài)嵌套和歷史狀態(tài)1.狀態(tài)嵌套

狀態(tài)分為筒單狀態(tài)（SimpleState）和組成狀態(tài)（CompositeState）。簡單狀態(tài)是在語義上不可分解的、對象保持一定屬性值的狀況，簡單狀態(tài)不包含其他狀態(tài)；組成（復合）狀態(tài)是內部嵌套子狀態(tài)的狀態(tài)，在組成狀態(tài)的嵌套狀態(tài)圖部分包含的就是此狀態(tài)的子狀態(tài)。27（一）跟復合狀態(tài)關聯的轉換可以直接關聯子狀態(tài)復合狀態(tài)轉換的表達形式28（二）關聯外圍框的轉換從復合狀態(tài)外圍框出來的轉換若復合狀態(tài)內有終點狀態(tài)，則表示該出轉換是從終點狀態(tài)出來的若復合狀態(tài)內無終點狀態(tài)，則表示該出轉換可以從該復合狀態(tài)任意狀態(tài)出來指向復合狀態(tài)外圍框的轉換：直接指向外圍框表示指向該復合狀態(tài)的開始狀態(tài)兩者都可以對出入點命名確定，或用事件簽名約定（此時應該認為該事件簽名對應的出入口點是唯一確定的）29復合狀態(tài)表示法兩種表示方法：一種是子圖和父圖合在一塊，叫嵌套區(qū)域表示法另一種是子圖和父圖分開表示，叫分解指示符法第二種方法要注意高層狀態(tài)圖的出入口數和子圖的出入口數要平衡30（1）如果一個復合狀態(tài)只有一個入口點或出口點新圖例31若不使用則為了明確其復合狀態(tài)的身份，可以如此引用：32（2）如果一個復合狀態(tài)有多個入口點或出口點，若高層圖和子圖畫一塊，轉換可直接和子圖的狀態(tài)關聯若高層圖和子圖分離，要對出入口點命名處理。如圖：33Rose里面可用事件簽名區(qū)分出入口點342.歷史狀態(tài)組成狀態(tài)可能包含歷史狀態(tài)(HistoryState)，歷史狀態(tài)本身是個偽狀態(tài)，用來說明組成狀態(tài)曾經有的子狀態(tài)。一般情況下，當狀態(tài)機通過轉換進入組成狀態(tài)嵌套的子狀態(tài)時，被嵌套的子狀態(tài)要從子初始狀態(tài)進行。但是如果一個被繼承的轉換引起從復合狀態(tài)的自動退出，狀態(tài)會記住當強制性退出發(fā)生的時候處于活動的狀態(tài)。這種情況下就可以直接進入上次離開組成狀態(tài)時的最后一個子狀態(tài)，而不必從它的子初始狀態(tài)開始執(zhí)行歷史狀態(tài)代表上次離開組成狀態(tài)時的最后一個活動子狀態(tài)，它用一個包含字母H的小圓圈表示。H35圖中的含義是：當從狀態(tài)“結賬”和“顯示購物車”返回子狀態(tài)“顯示索引信息”時，將進入的是離開時的歷史狀態(tài)。也就是說，轉到購物

車或結賬區(qū)之后，

再回到“瀏覽目錄”的

頁面時，其中的內容

是不變的，仍然保留

原來的信息。368.3并發(fā)狀態(tài)圖（不做要求）用同步棒表示Rose里面，狀態(tài)圖默認沒有分叉匯合，要在工具條上自定義添加37教材8.4的說明！??！分區(qū)，可以有自己的區(qū)名38軟考試題：UML的狀態(tài)圖展示了一個特定對象的所有可能狀態(tài)，以及由于各種事件的發(fā)生而引起的狀態(tài)間的轉移（transition）。如果一個并發(fā)的狀態(tài)由m個并發(fā)的子狀態(tài)圖組成，那么該并發(fā)狀態(tài)在某時刻的狀態(tài)由()個子狀態(tài)圖中各取一個狀態(tài)組合而成。

A．任意一

B．任意兩

C．每一

D．任意n（n≤m）398.4狀態(tài)圖設計實例408.5繪制狀態(tài)機圖繪制狀態(tài)機圖的理想步驟是：尋找主要的狀態(tài)，確定狀態(tài)之間的轉換，細化狀態(tài)內的活動與轉換，用復合狀態(tài)來展開細節(jié)41以航班機票預訂系統(tǒng)為例：尋找主要狀態(tài)：在剛確定飛機計劃時，顯然是沒有任何預訂的，并且在有人預訂機票之前都將處于這種“無預訂”狀態(tài)對訂座而言顯然有“部分預訂”和“預訂完”兩種狀態(tài)而當航班快要起飛時，顯然要“預訂關閉”總結一下，主要有四種狀態(tài)：無預訂、部分預訂、預訂完以及預訂關閉42確定狀態(tài)間轉換源目標無預訂部分預訂預訂完預訂關閉無預訂預訂()不直接轉換關閉()部分預訂退訂(),使預訂人=0預訂(),無空座關閉()預訂完不直接轉換退訂()關閉()預訂關閉無轉換無轉換無轉換43細化狀態(tài)內的活動與轉換44使用復合狀態(tài)45本章小結首先介紹了“狀態(tài)”的概念和UML表示法，然后引入了狀態(tài)機的概念通過三個例子逐一說明簡單狀態(tài)機圖、包含復雜轉換的狀態(tài)機圖以及包含復合狀態(tài)的狀態(tài)機圖的閱讀方法，緊接著通過一個航班機票預訂系統(tǒng)來闡述了狀態(tài)圖的繪制過程：確定狀態(tài)，分析狀態(tài)間的轉換，細化活動與內部轉化，通過復合狀態(tài)來組織簡明地點出狀態(tài)圖的兩大功能：對對

象的生命周期建模以及對反應型對象

的行為建模46為什么要建模狀態(tài)圖

對象可能會有不同的狀態(tài)，某些行為依賴于這些狀態(tài)。例如，按下開關按鈕時，電燈將改變當前的狀態(tài)（由關變開或由開變關），因此：需要記錄對象當前的狀態(tài)發(fā)生了某種事件才會引起狀態(tài)間的轉移由一個狀態(tài)轉到另