状态图
UML状态图课件
5 判定
判定在状态图中的位置：工作流在此处按 监护条件的取值而发生分支。
判定用空心小菱形表示。
因为监护条件为布尔表达式，所以通常条 件下的判定只有一个入转换和两个出转换。
根据监护条件的真假可以触发不同的分支 转换。
然而处于不同状态下的对象会通过不同的 动作对同一事件做出不同的反应。
示意图：
状态图
1 状态
状态由一个带圆角的 矩形表示。
状态图标可以分为： ① 名称 ② 内部转换
名称
entry/ exit/
2 转换
转换用带箭头的直线表示，一端连接源状态即转 出的状态，箭头一端连接目标状态即转入的状态。
如图所示：
准备
常见的三个活动是：
entry/ 进入教室 do/ 打开投影 exit/ 宣布上课
1、入口动作（entry ） ：进入某一状态时执行的动作。
2、动作（do）：系统处于该状态时要发生的动作。
3、出口动作 （exit ）：离开某一状态时执行的动作 。
子状态（substate）
某些状态存在于另一个状态之中，因此它们被称为 子状态。子状态以两种形式出现：顺序子状态和并 发子状态。
状态图
讲授内容
状态图基本表示 状态、事件、转移、活
动 状态图练习 状态图知识点小节
什么是状态图
按电灯的开关时，电灯改变了它的状态 按遥控器的调频按钮时，电视机的状态由显
示一个频道的节目变为显示另一个频道的节 目 经过一段时间，洗衣机由洗涤变为漂洗状态 夏天树叶绿了，秋天变黄了 如何表示这些变化呢？
作业
自学历史状态
状态图
状态图：用于描述一个对象，再其生存期间的动态行为，表现一个对象多经历的状态序列，引起状态迁移的事件，以及状态转译而伴随的动作。
状态（state）：对象生命周期中的一个条件或状态，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。
子状态：嵌套在另外一个状态中的状态（如：NewState2,NewState3）组合状态：一个含有子状态的的状态（如：NewState）子状态之间的关系：（1）or关系：在某一时刻仅可达到一个字状态（2）and关系：组合状态中在某一时刻可同时达到多个子状态历史状态（history state）：一个伪状态，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，可直接进入这个状态，而不是再次从组合状态的初始状态（需要负荷状态选择State/activitu history 选项）转移：对象将在第一个状态中执行一定的动作，并在某一个特定事件发生而且某个特定的警戒条件满足是进入第二个状态描述转移的格式：<事件特征标记> [<警戒条件>] / <动作>事件（enent）：在一个时间和空间上占有一定位置的有意义的事情的详细说明调用事件（call event）：调用事件表示的是对操作的调度格式：<事件名>（<逗号分隔的参数列表>）变化事件（change event）：如果一个布尔表达式中的变量发生变化，使得布尔表达式的值相应的变化，从而满足某些条件（关键词when表示）时间事件（time event）：妈祖某一时间表达式的情况的出现（关键词after、when）信号事件（signal event）：对象接收到了信号，该信号触发状态的迁移后面的内容不是太重要：创建历史状态ss。
3.系统分析-状态图
2020/5/25
上海理工大学
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9. 建模技巧/7
一致性命名。给状态机中的每一个状态和转换一个
唯一的名字；这将使源代码级的调试更容易
小心使用状态变量 (控制行为的属性)
2020/5/25
上海理工大学
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9. 建模技巧/8
如果一个图上5 ± 2状态，考虑使用子状态。 一般而言，
在通常的情况下十个状态可能没有问题，但是两个状态 之间却有四十个转换肯定需要重新考虑。我们需要保证 状态图是容易理解的
第3讲 状态图
2020/5/25
上海理工大学
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1 什么是状态图?
状态图描述了一个对象或交互过程在它的生命周期中对
一系列外界激励所呈现出的不同状态以及它相应的响应 和活动
状态机用状态和瞬时过程的变化图形来表示一个对象对
外界激励下的响应，状态机一般附着在一个对象或具体 的方法上
状态图描述了一个状态机，在我们考虑的范围内，它们
MeasureTime
pressBothButtons 2分钟
Initial
SetTime
batteryEmpty
batteryEmpty
DeadBattery
Fi n a l
2020/5/25
上海理工大学
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5.动作
可以在状态内使用动作表示其行为 动作是选取一段输入且产生一组输出并最终可改
变系统的状态
的，比如说它只是简单的存储和获取数据，对象的行为 是状态不变的（state-invariant ），那么其状态机就没有 多少意义
对对象的生命周期的建模涉及到三件事情:
描述对象需要响应的事件
对这些事件的响应
过去对当前行为的影响
状态图与活动
活动图的应用－工作流建模
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分析用例。能直观清晰地分析用例，了解应当采取哪些动作以及这些动作之间的依赖关系。一张完整的活动图是所有用例的集成图。
理解牵涉多个用例的工作流。在难于区分不同用例而对整个系统的工作过程又十分清楚时，可以先构造活动图，然后用切片技术派生用例图。
处理多线程应用。采用“分层抽象，逐步细化”的原则描述多线程。
动作
动作是一个可执行的原子计算，即动作是不可被中断的，其执行时间是可忽略不计的
进入动作和退出动作的例子： Entry/setMode(onTrack) Exit/setMode(offTrack)
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状态图的基本概念、用途
状态图的图形元素
状态的定义及分类
组合状态的分类
事件、事件的分类、动作
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一个状态图表现了一个对象的生存史，着重描述从一个状态到另一个状态的控制流
什么是状态图
状态图：一部电梯的运行方式
状态图的图形元素
状态：用一个带圆角的矩形框表示，可以进一步划分为3个分隔框：名称框、内部转移框和嵌套状态图框 名称框：标出状态的名称 内部转移框：规定动作或活动， 但不改变对象的当前状态 嵌套状态图：放置被嵌套的子状态图
理解工作流程
对理解业务处理过程十分有用，可以画出描述业务工作流的活动图与领域专家进行交流，明确业务处理操作是如何进行的，将会有怎样的变化
处理多线程应用
利用活动图支持并发的特点，描述多线程应用的行为
分析Use Case
描述复杂过程的算法
此时相当于UML版的程序流程图，常规的顺序、分支过程在活动图中都能得到充分体现
何时可使用活动图
第6章 状态机图
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例1：子状态之间“or”关系的例子。
例2：子状态之间“and”关系的例子。
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History State(历史状态)
History State: A pseudostate whose activation restores the previously active state within a composite state. 使用历史状态，可以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 接进入到这个子状态，而不是再次从组合状态 的初态开始。
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状态(State)
定义：A state is a condition or situation during the life of an object during which it satisfies some condition, performs some activity, or waits for some event. 一个状态是指在对象的生命期中的一个条件或 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。
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说明： 在UML中，事件分为四类： (1) Call event (调用事件) (2) Change event (变化事件) (3) Time event (时间事件) (4) Signal event (信号事件)
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(1) Call event: The event of receiving a call for an operation that is implemented by actions on state machine transitions. Call event的语法格式如下： 事件名 ( [逗号分隔的参数列表] ) 其中参数列表中的参数格式为： 参数名：类型 例：
UML的状态图图解及应用
状态图可以帮助理解系统的行 为和状态转换过程
状态图可以用于描述系统的动 态行为和状态转换关系
状态图的组成
状态：表示系统在某个时间点的状态
动作：状态转换过程中执行的操作
转换：表示系统从一个状态到另一个状 态的变化
事件：触发状态转换的条件
监护条件：状态转换的附加条件
状态图：表示系统状态和状态转换的图 形表示
UML的状态图图解及应用
汇报人：XX
UML状态图的概述 UML状态图的图解 UML状态图的应用场景 UML状态图的实践案例 UML状态图的优缺点
UML状态图的发展趋势和未来展望
UML状态图的概述
状态图的定义
UML状态图是一种描述系统状 态和状态转换的图形工具
状态图描述了系统在不同状态 下的行为和转换关系
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
技术融合：与其他建模技术相结合， 如BPMN、SysML等
标准更新：UML标准不断更新，以 适应新的技术和应用需求
未来展望
应用领域：UML状态图将在软件开发、系统设计等领域得到更广泛的应用
技术发展：随着人工智能、大数据等技术的发展，UML状态图将更加智能化、高效化
标准制定：UML状态图将逐渐成为国际标准，为软件开发提供更统一的规范
转换的表示
转换：从一个状态到另一个状态的变化 转换条件：触发转换的事件或条件 转换动作：在转换过程中执行的操作 转换目标：转换后的目标状态
动作的表示
动作名称：在箭头上方或下 方标注动作名称
动作表示：使用箭头表示动 作，箭头指向目标状态
动作条件：在箭头上方或下 方标注动作条件
动作结果：在箭头上方或下 方标注动作结果
业务过程建模
状态图和活动图
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制作 李文杰
8. 状态图和活动图的比较
状态图和活动图都是对系统动态行为建模，有共 同点又有区别。 1）两者描述的重点不同。状态图描述的是对象的 状态和状态之间的转移，活动图描述的是活动到活动 的控制流。 2）两者使用的场合不同。状态图用于显示一个对 象在其生命周期内的行为，活动图用于描述用例、涉 及多个用例的工作流程和多线程应用。 如果需要描述多个对象间的交互，应该用交互图 （顺序图或协作图）。
一般状态之间的转移是由事件触发的，因此在转移上应标出 事件；否则，表示在源状态的内部活动执行完毕后自动触发 转移。
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制作 李文杰
2. 状态图中的基本概念
转移 转移格式：[event-signature][[guard-condition]][/ action] 事件特征标记格式：event-name(comma-separated-parameter-list)
put(c)[ c!='<' ] / return false Waiting put(c)[ c=='<' ]
状态图工具支持 正向：根据状态机理论来生成代码 （参考形式语言与自动机资料） 逆向：困难，手工 Rose2003不支持，Poseidon支持。
put( c )[ c!='>' ] / token.append(c);return false
[ temperature> =100 ]
汽体(蒸汽)
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制作 李文杰
1. 状态图
4、状态图
4.4.5 调用事件
调用事件是一个对象对调用的接收。 调用事件至少涉及两个以上的对象。 调用事件既可以为同步调用，也可以为异 步调用。
4.4.6 修改事件
修改事件依靠特定属性值的布尔表达式所 表示的条件的满足来触发状态的转换。 修改事件表示了一种具有时间持续性的并 且可能是涉及全局的计算过程。
4.4 事件
事件表示在某一特定的时间或空间出现的 能够引发状态改变的一种运动变化。 事件是一个激励的出现，它定义一个触发 子以触发对象改变其状态，任何影响对象 的事物都可以是事件。
4.4 事件
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 事件种类： 入口事件 出口事件 动作事件 信号事件 调用事件 修改事件 时间事件 延迟事件
Maintaining The train stop
4.5.2 内部转换
内部转换有一个源状态但是没有目标状态，它转 换后的状态仍旧是它本身。 内部转换的激发规则和改变状态的外部转换的激 发规则相同。 内部转换用于对不改变状态的插入动作建立模型。
4.5.2 内部转换
内部转换和自转换（完成转换）不同： ① 自转换是离开本状态后重新进入该状态， 它会激发状态的入口动作和出口动作的执 行。 ② 内部转换自始至终都不离开本状态，所以 没有出口或入口事件，也就不执行入口和 出口动作。
4.4.6 修改事件
监护条件与修改事件的区别： ① 监护条件只是在引起转换的触发器事件触 发时和事件接收者对事件进行处理时被赋 值一次。 ② 修改事件则可以被多次赋值直到条件为真， 多次赋值满足条件后转换也会被激发。
4.4.7 时间事件
时间事件代表时间的流逝。 时间事件既可以被指定为绝对形式（天 数），也可以被指定为相对形式（从某一 指定事件发生开始所经历的时间）。 时间事件可以描述一个通知信息，自进入 状态以来某个时间期限已到，时间事件就 会激发状态的转换
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一个附加到类或用例的状态机图形，该图描述对象响应外部激励时所经历的各种状态和转换。
状态图表示状态机。
通过展示事件和转换，状态图显示了对象在其生命周期中依次经历的各种状态。
要表示由内部生成的操作（而非外部事件）驱动的事件流，应使用活动图。
状态
UML状态图中状态包括状态名、内部转换、入口动作和出口动作、简单状态、组成状态（顺序子状态、并发子状态）、历史状态。
事件
事件表示在某一特定的时间或空间出现的能够引发状态改变的运动
变化。
事件分为入口事件、出口事件、动作事件、信号事件、调用事件、修改事件、时间事件、延迟事件。
转换
转换表示当一个特定事件发生或某些条件得到满足时，一个源状态下的对象在完成一定的动作后将发生状态转变，转向另一个称之为目标状态的状态。
UML状态图中转换通常分为外部转换、内部转换、完成转换和复合转换4种。
一个转换一般包括5部分的信息：源状态、目标状态、触发事件、监护条件和动作。
1、外部转换
外部转换是一种改变对象状态的转换，它是最常见的一种转换。
外部转换用从源状态到目标状态的箭头表示。
下图表示了一个火车上的卫生间的简单状态转换。
图中箭头上标注的都是引发状态转换的外部事件。
2、内部转换
内部转换有一个源状态但没有目标状态，它转换后的状态仍是它本身。
内部转换用于对不改变状态的插入动作建立模型，例如建立帮助信息。
内部转换和自转换（即后面提到的完成转换）不同：自转换是离开本状态后重新进入该状态，它会激发状态的入口动作和出口动作的执行；而内部转换自始至终都不离开本状态，所以没有出口或入口事件。
3、完成转换
完成转换又成自转换，之所以称为完成转换是因为没有标明触发器事件的转换是由状态中活动的完成引起的，是自然而然的完成的转换。
4、复合转换
复合转换由简单转换组成，这些简单转换通过分支判定、分叉或接合组合在一起。
多条件的分支判定又分为链式和非链式的分支，两种分支分别如下图所示：
5、触发事件
UML状态图中触发事件就是能引起状态转换的事件。
触发事件可以是信号、调用和时间段等。
6、监护条件
监护条件是触发转换必须满足的条件，它是一个布尔表达式。
当事件被触发时，监护条件被赋值。
如果布尔表达式为真，那么转换被触发；否则不会引起转换。
监护条件只能在触发事件发生时被赋值一次。
从一个状态引出的多个转换可以有同样的触发器事件，但是每个转换必须具有不同的监护条件。
7、动作
动作是一组可执行语句或计算处理过程。
动作可以包括发送消息给另一个对象、操作调用、设置返回值、创建和销毁对象等。
动作是原子的，不可中断的。
整个系统可以在同一时间执行多个动作。
动作在它的控制线程中是原子性的，一旦开始执行就必须执行到底并且不能与同时处于活动状态的动作发生交互作用。
状态图
随时间变化的动态行为。
状态机
状态机是展示状态与状态转换的图。
通常一个状态机依附于一个类，并且描述一个类的实例。
状态机包含了一个类的对象在其生命周期间所有状态的序列以及对象对接收到的事件所产生的反应。
状态机由状态、转换、事件、活动和动作5部分组成。
状态图
一个状态图表示一个状态机。
主要用于表现从一个状态到另一个状态的控制流。
状态图由表示状态的节点和表示状态之间转换的带箭头的直接组成。
若干个状态由
一条或多条转换箭头连接，状态的转换由事件触发。
模型元素的行为可以由状态图中的一条通路表示，沿着此通路状态机随之执行了一系列动作。
一个简单的状态图如下：
1、状态
状态由一个带圆角的矩形表示，状态图的图标可以分为3部分：名称、内部转换和嵌套状态。
(1)、名称。
名称表示状态的名字，通常用字符串表示。
一个状态的名称在状态图所在的上下文中应该是唯一的
(2)、内部转换。
在内部转换中可以包含进入或者走出此状态应该执行的活动或动作，它们将响应对象所接收到的事件，但是不改变对象的状态。
(3)、嵌套状态图。
状态图中的状态有两种：简单状态和组合状态。
简单状态不包含其他状态，组合状态是包含子状态的状态。
在组合状态的嵌套状态图部分包含的就是此状态的子状态。
2、转换
转换用带箭头的直线表示，分别连接源状态和目标状态。
当源状态接收到一个事件，并且监护条件得到满足，则执行相应的动作，同时从源状态转换到目标状态。
如果转换上没有标注触发转换的事件，则表示此转换为自动进行。
3、初始状态
初始状态代表状态图的起始位置，起始状态在一个状态图中只允许有一个，用一个实心圆表示。
4、终止状态
终止状态是一个状态图的终止点。
它用一个含有实心圆的空心圆表示。
5、判定
判定用空心小菱形表示。
工作流在此处按监护条件的取值而发生分支。
状态
状态包括状态名、内部转换、入口动作和出口动作、简单状态、组成状态（顺序子状态、并发子状态）、历史状态。
事件
事件表示在某一特定的时间或空间出现的能够引发状态改变的运动变化。
事件分为入口事件、出口事件、动作事件、信号事件、调用事件、修改事件、时间事件、延迟事件。
转换
转换表示当一个特定事件发生或某些条件得到满足时，一个源状态下的对象在完成一定的动作后将发生状态转变，转向另一个称之为目标状态的状态。
转换通常分为外部转换、内部转换、完成转换和复合转换4种。
一个转换一般包括5部分的信息：源状态、目标状态、触发事件、监护条件和动作。
1、外部转换
外部转换是一种改变对象状态的转换，它是最常见的一种转换。
外部转换用从源状态到目标状态的箭头表示。
下图表示了一个火车上的卫生间的简单状态转换。
图中箭头上标注的都是引发状态转换的外部事件。
2、内部转换
内部转换有一个源状态但没有目标状态，它转换后的状态仍是它本身。
内部转换用于对不改变状态的插入动作建立模型，例如建立帮助信息。
内部转换和自转换（即后面提到的完成转换）不同：自转换是离开本状态后重新进入该状态，它会激发状态的入口动作和出口动作的执行；而内部转换自始至终都不离开本状态，所以没有出口或入口事件。
3、完成转换
完成转换又成自转换，之所以称为完成转换是因为没有标明触发器事件的转换是由状态中活动的完成引起的，是自然而然的完成的转换。
4、复合转换
复合转换由简单转换组成，这些简单转换通过分支判定、分叉或接合组合在一起。
多条件的分支判定又分为链式和非链式的分支，两种分支分别如下图所示：
5、触发事件
触发事件就是能引起状态转换的事件。
触发事件可以是信号、调用和时间段等。
6、监护条件
监护条件是触发转换必须满足的条件，它是一个布尔表达式。
当事件被触发时，监护条件被赋值。
如果布尔表达式为真，那么转换被触发；否则不会引起转换。
监护条件只能在触发事件发生时被赋值一次。
从一个状态引出的多个转换可以有同样的触发器事件，但是每个转换必须具有不同的监护条件。
7、动作
动作是一组可执行语句或计算处理过程。
动作可以包括发送消息给另一个对象、操作调用、设置返回值、创建和销毁对象等。
动作是原子的，不可中断的。
整个系统可以在同一时间执行多个动作。
动作在它的控制线程中是原子性的，一旦开始执行就必须执行到底并且不能与同时处于活动状态的动作发生交互作用。