状态图和活动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 状态图和活动图,状态图概述,状态图主要用于描述一个,对象,在其生存期间的动态行为，表现一个对象所经历的状态序列、引起状态转移的事件，以及因状态转移而伴随的动作。,用一个状态机对一个对象的生命周期建模，状态图是用于显示状态机的，重点在于描述状态之间的控制流。,状态图概述,状态图是对类的一种补充描述，展示了此类对象所具有的可能状态以及某些事件发生时其状态的转移情况。,在状态图中，状态由圆角矩形表示。状态的改变称作转移，状态转移由箭头表示，箭头旁可以标出转移发生的条件。状态转移可以伴随有某个动作，它表明当转移发生时系统要做什么。,状态图概述,状态图是描述一个实体基于事件反应的动态行为，显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的事件做出反应的。,通常我们创建一个UML状态图是为了以下的目的：研究类、角色、子系统、或组件的复杂行为。,状态图用于显示状态机（它指定对象所在的状态序列）、使对象达到这些状态的事件和条件、以及达到这些状态时所发生的操作。,状态机,状态机用于对模型元素的动态行为进行建模，即，对系统行为中受事件驱动的方面进行建模。状态机专门用于定义依赖于状态的行为（依据元素所处的状态而有所变化的行为）。其行为不会随着其元素状态发生变化的模型元素不需要用状态机来描述其行为。,状态机,状态机由状态组成，各状态由转移连接在一起。状态是对象执行某项活动或等待某个事件时的条件。转移是两个状态之间的关系，它由某个事件触发，然后执行特定的操作或评估并导致特定的结束状态。图 1 描绘了状态机的各种元素。,对象可能会在有限的时间长度内保持某一状态。,状态图的例子,动作分类,状态机中，动作既可以与状态相关也可以与转移相关。,如果动作是与状态相关，则对象在进入一个状态时将触发某一动作，而不管是从哪个状态进入这个状态的。,如果动作是与转移相关的，则对象在不同的状态之间转移时，将触发相应的动作。,状态图建模,在具有以下两个特性的属性上建模：,属性拥有较少的可能取值；,属性在这些值之间的转移有一定的限制。,状态图例子,状态图中的元素,状态（包括初始状态、结束状态和中间状态、子状态、组合状态、历史状态等）；,事件（四类事件）；,转移；,什么是状态？,状态表示的是一个对象或交互过程中的一个特定阶段：,满足了某一个条件，进行某项活动或等待某个事件的发生，,状态对应一段有限的时间。状态对应于一组对象属性的值,动作,是一个不可中断的最小单元。,基本概念状态,状态可以细分为不同的类型，如初态、终态、中间状态、组合状态、历史状态等。,一个状态图只能有一个初态，但终态可以有一个或多个，也可以没有终态。,中间状态包括两个区域：名字域和内部转移域，内部转移域是可选的。,状态图中的基本概念,状态：在对象的生命周期中的某个条件或状况，在此期间对象将满足某些条件、执行某些活动或等待某些事件。,所有对象都具有状态，状态是对象执行了一系列活动的结果，当某个事件发生后，对象的状态将发生变化。,一个状态包括：状态名、进入/退出动作、内部转移、子状态、延迟事件。,状态具有的特征,名称,将一个状态与其他状态区分开来的文本字符串；状态也可能是匿名的，这表示它没有名称。,进入/退出操作,在进入和退出状态时所执行的操作,内部转移,在不使状态发生变更的情况下进行的转移。,子状态,状态的嵌套结构，包括不相连的（依次处于活动状态的）或并行的（同时处于活动状态的）子状态。,延迟的事件,未在该状态中处理但被延迟处理（即列队等待由另一个状态中的对象来处理）的一系列事件。,事件触发器,在状态机环境中，事件是指可触发状态转移的激励的发生。事件可能包括信号、调用、时间推移或状态变更。信号或调用可能具有其值可用于转移的参数，其中包括警戒条件和操作的表达式。也可能会有无触发器的转移，这样的转移没有事件触发器。这种转移也被称为完成转移，它们在源状态完成其活动后将被隐含触发。,警戒条件,当转移的触发事件发生时，将对警戒条件进行求值。只要警戒条件不重叠，就可能会有来自同一源状态并具有同一事件触发器的多个转移。在事件发生时，只为转移进行一次警戒条件求值。,操作,操作是可执行的、不可分割的计算过程，这意味着，它不会被事件中断，而会一直运行到结束为止。它与活动正好相对，因为活动可能被其他事件中断。操作可以包括操作调用（调用状态机的拥有者以及其他可见对象）、创建或破坏其他对象、或者向另一个对象发送信号。,进入和退出操作,每当进入或退出状态时，进入和退出操作将分别允许发出同一操作。这可以通过进入和退出操作来顺利地完成，而不必明确地将操作放在每个输入或输出转移上。进入和退出操作可能没有实参或警戒条件。位于模型元素的状态机顶层的进入操作可能具有特定的参数，这些参数代表了在创建该模型元素时状态机所接收到的实参。,内部转移,内部转移使事件可以在不退出状态的情况下在状态内得到处理，从而可避免触发进入或退出操作。,延迟的事件,延迟的事件是其处理过程被推迟的事件，它们的处理过程要到事件不被延迟的状态被激活时才会执行。当该状态被激活时，将触发该事件，同时可能导致转移（好象该事件刚刚发生）。要实施延迟的事件，需要有事件的内部队列。如果事件已发生但被列为延迟，它就会被添加到队列中。当对象进入了不会使事件延迟的状态时，将立即从该队列中取出这些事件。,状态中的基本概念,子状态：嵌套在另一个状态中的状态。,组合状态：含有子状态的状态。,子状态,简单状态是没有子结构的状态。,具有子状态（嵌套状态）的状态被称为复合状态。子状态可能被嵌套到任意级别。,嵌套的状态机最多可能有一个初始状态和一个终止状态。,子状态,状态图中的基本概念,历史状态是一个伪状态，其目的是记住从组合状态中退出时所处的子状态。当再次进入组合状态时，可直接进入这个子状态，而不是再次从组合状态的初态开始。,浅历史状态表示只记住最外层组合状态的历史。深历史状态表示可记住任何深度的组合状态历史。,如果一个组合状态到达了其终态，则会丢失历史状态中的信息。,基本概念转移,转移是两个状态之间的关系，它表示当发生指定事件并且满足指定条件时，第一个状态中的对象将执行某些操作并进入第二个状态。当发生这种状态变更时，即“触发”了转移。在触发转移之前，可认为对象处于“源”状态；在触发转移之后，可认为对象处于“目标”状态。,转移具有的特征,源状,态,转移所影响的状态；如果对象处于源状态，当对象收到转移的触发事件并且满足警戒条件（如果有）时，就可能会触发输出转移。,事件,触发器,使转移满足触发条件的事件。当处于源状态的对象收到该事件时（假设已满足其警戒条件），就可能会触发转移。,警戒,条件,一种布尔表达式。在接收到事件触发器而触发转移时，将对该表达式求值；如果该表达式求值结果为 True，则说明转移符合触发条件；如果该表达式求值结果为 False，则不触发转移。如果没有其他转移可以由同一事件来触发，该事件就将被丢弃。,操作,可执行的、不可分割的计算过程，该计算可能直接作用于拥有状态机的对象，也可能间接作用于该对象可见的其他对象。,目标,状态,在完成转移后被激活的状态,基本概念转移,一个转移可能有多个源状态，在这种情况下，它将呈现为一个从多个并行状态出发的结合点；一个转移也可能有多个目标状态，在这种情况下，它将呈现为一个到多个并发状态的叉形图。,基本概念事件,事件是对一个在时间和空间上占有一定位置的有意义的事情的详细说明。UML中事件分为四类：,调用事件；,变化事件；,时间事件；,信号事件；,基本概念调用事件,定义：表示对操作的调用。,格式：事件名(参数列表),例子：,基本概念变化事件,定义：是指由满足布尔表达式而引起的事 件。,表示：关键词When，后面跟着用括号括起来的表达式。如,when（battery powerlower limit）,例子：,基本概念时间事件,定义：在绝对时间上或某个时间间隔内发生的事情引起的事件。,表示：绝对时间用关键词When，时间段用关键词after，后面都跟括号括起来的时间表达式。如when(date=January 1,2008)或After(10 seconds)例子见下图,基本概念信号事件,定义：是指发送或接收信号的事件。,信号：是指从一个对象到另一个对象的明确的单向信息流动。,简单编辑器的状态机,标准建模语言UML（状态图）,下降状态,在第一层,上升状态,向第一层下降,空闲状态,上升,到达,到达,上升,超时,下降,到达第一层,警戒条件注意事项,警戒点不应该重叠，离开状态的相似变换上的警戒点必须彼此一致。举例来说，x 0的警戒点是一致的，而x =0的警戒点就不是一致的，因为它们重叠了，它并没有明确的指出当x为0时将发生什么。,状态图建模,标识出需要进一步建模的类实例；,标识出触发每一个类实例的开始状态和结束状态的事件；,确定与每一个类实例相关的事件；,从开始状态创建状态图；,如果必要则创建组合状态；,