上篇文章,介绍了UML的基础知识,并详细介绍了UML中类图的知识点与画法。
本篇,来继续介绍UML中的另一种图——状态图。
1 UML状态图简介
状态图,显示一个状态机,属于UML活动图。
UML具有许多不同类型的图表,包括:
- 静态图:用例图、类图、包图
- 动态图:活动图、状态图、时序图、协作图
状态机用于对模型元素的动态行为进行建模,或是说对系统中受事件驱动的方面进行建模。
2 状态图基本要素
2.1 状态
状态是状态机的重要组成部分,描述了状态机所在对象动态行为的执行所产生的结果
2.1.1 初始/最终/选择状态
这三个都是****伪状态 (Pseudostate):
- 初始状态:用一个实心圆形表
- 最终状态:用一个圆圈内嵌实心圆点表示
- 选择状态:用一个菱形表示,条件分支上方括号内的文字表示****监护条件 (guard conditions)
2.1.2 一般状态
UML中使用一个圆角矩形表示一个一般状态
状态的组成部分:
- 名称:由一个字符串组成,用以识别不同状态。可匿名,一般放置在状态图符顶部
- 入口/出口动作:表示进入/退出这个状态所执行的动作,动作可以是原子动作,也可是动作序列
- 内部转换:内部转换不会引起状态变化的转换,此转换的触发不会导致状态的入口/出口动作被执行。语法:事件/动作表达式
2.1.3 复合状态
复合状态,或称组合状态,是指包含有子状态的状态。
如下图,“复合状态2”即为复合状态,内部的“状态2-1”、"状态2-2"为子状态。
也可用以下形式表示,将复合状态的内容单独画出。
注:图中的圆圈内一个H字母,表示****历史状态 ,它也是一个伪状态,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,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
2.2 转换
转换(Transition)是两个状态之间的关联。表示对象在第一个状态(Source State)中执行一定的动作,并在某个特定事情发生并且某个特定的条件满足时进入下一个状态(Target State)。
2.2.1 一般转换
一般情况下的状态转换是两个不同状态之间的转换,示意图如下:
转换的组成部分:
- 源状态(Source State):源状态就是被转换影响的状态。某对象处于源状态,当它接收到触发事件或满足监护条件,就会激活一个转换
- 目标状态(Target State):转换完成后,对象状态发生变化,这时对象所处的状态就是转换的目标状态
- 触发事件(Trigger):引起转换的事件,这里所指的事件可以是信号、调用、时间段或状态的一个改变
- 监护条件(Guard Condition):是一个方括号括起来的布尔表达式,它被放在触发事件的后面。监护条件可以引用对象的属性值和触发事件的参数
- 结果(Effect):对象状态转移后的结果
2.2.2 自身转换
自身转换(Self-Transitions),是指状态可以有返回自身状态的转换。
2.2.3 本地转换与外部转换
对于复合状态之间的转换,需要注意本地转换(Local transition)与外部转换(External transition)的不同。
上图中,左边是本地转换,右边是外部转换。
- 上面两个,源状态包含了目标状态,这种情况两种转换的区别在于:本地转换不会从源状态退出(不会执行退出动作),而外部转换会退出再重新进入源状态。
- 下面两个,目标状态包含了源状态,这种情况两种转换的区别在于:本地转换不会再次进入目标状态(不会执行进入动作),而外部转换会退出再重新进入目标状态。
3 一个UML状态图实例
3.1 使用visio绘制UML状态图
新建一个visio文件,打开后会自动提示选择创建某种类型的图,这里选择"软件和数据库 ->UML状态机"
点击确定之后,会进入UML状态图的编辑界面,左侧可以看到用于UML状态图编辑的基本元素,将这些元素拖拽到右侧的编解面板中,可以看到这些元素的基本结构形式:
3.2 实例讲解
下面是一个UML状态图的实例:
这是一个全自动洗衣机的UML状态图,主要包括“设置”、“工作中”、“暂停”这3个状态。
- 开机时,会先进入“设置”状态,可以设置洗衣模式以及水量等,触发启动后,会进入“工作中”状态。
- “工作中”是一个复合状态,内部包括“加水”、“清洗”、“排水”、“甩干”这4个子状态。进入该状态后,从“加水”子状态开始执行,然后会执行“清洗”、"排水"子状态,排水完成后,根据清洗次数是否足够,跳转到“加水”或“甩干”子状态。
- 在“工作中”状态时,无论处于哪个子状态,只有按了暂停键,都会进入“暂停”状态,再按继续,则会进入“工作中”继续执行,注意继续时指向的是历史状态(圆圈内一个H字母),表示继续指向刚才暂停时的子状态。
4 总结
本篇介绍了UML状态图的基础知识,并通过visio绘制一个全自动洗衣机的UML状态图实例,来介绍UML状态图的画法与所表达的含义。
审核编辑:汤梓红
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