上篇文章，介紹了UML的基礎(chǔ)知識(shí)，并詳細(xì)介紹了UML中類圖的知識(shí)點(diǎn)與畫法。

本篇，來(lái)繼續(xù)介紹UML中的另一種圖——狀態(tài)圖。

1 UML狀態(tài)圖簡(jiǎn)介

狀態(tài)圖，顯示一個(gè)狀態(tài)機(jī)，屬于UML活動(dòng)圖。

UML具有許多不同類型的圖表，包括：

• 靜態(tài)圖：用例圖、類圖、包圖
• 動(dòng)態(tài)圖：活動(dòng)圖、狀態(tài)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖

狀態(tài)機(jī)用于對(duì)模型元素的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行建模，或是說(shuō)對(duì)系統(tǒng)中受事件驅(qū)動(dòng)的方面進(jìn)行建模。

2 狀態(tài)圖基本要素

2.1 狀態(tài)

狀態(tài)是狀態(tài)機(jī)的重要組成部分，描述了狀態(tài)機(jī)所在對(duì)象動(dòng)態(tài)行為的執(zhí)行所產(chǎn)生的結(jié)果

2.1.1 初始/最終/選擇狀態(tài)

這三個(gè)都是****偽狀態(tài) （Pseudostate）：

• 初始狀態(tài)：用一個(gè)實(shí)心圓形表
• 最終狀態(tài)：用一個(gè)圓圈內(nèi)嵌實(shí)心圓點(diǎn)表示
• 選擇狀態(tài)：用一個(gè)菱形表示，條件分支上方括號(hào)內(nèi)的文字表示****監(jiān)護(hù)條件 （guard conditions）

2.1.2 一般狀態(tài)

UML中使用一個(gè)圓角矩形表示一個(gè)一般狀態(tài)

狀態(tài)的組成部分：

• 名稱：由一個(gè)字符串組成，用以識(shí)別不同狀態(tài)?？赡涿话惴胖迷跔顟B(tài)圖符頂部
• 入口/出口動(dòng)作：表示進(jìn)入/退出這個(gè)狀態(tài)所執(zhí)行的動(dòng)作，動(dòng)作可以是原子動(dòng)作，也可是動(dòng)作序列
• 內(nèi)部轉(zhuǎn)換：內(nèi)部轉(zhuǎn)換不會(huì)引起狀態(tài)變化的轉(zhuǎn)換，此轉(zhuǎn)換的觸發(fā)不會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)的入口/出口動(dòng)作被執(zhí)行。語(yǔ)法：事件/動(dòng)作表達(dá)式

2.1.3 復(fù)合狀態(tài)

復(fù)合狀態(tài)，或稱組合狀態(tài)，是指包含有子狀態(tài)的狀態(tài)。

如下圖，“復(fù)合狀態(tài)2”即為復(fù)合狀態(tài)，內(nèi)部的“狀態(tài)2-1”、"狀態(tài)2-2"為子狀態(tài)。

也可用以下形式表示，將復(fù)合狀態(tài)的內(nèi)容單獨(dú)畫出。

注：圖中的圓圈內(nèi)一個(gè)H字母，表示****歷史狀態(tài) ，它也是一個(gè)偽狀態(tài),其目的是記住從組合狀態(tài)中退出時(shí)所處的子狀態(tài)，當(dāng)再次進(jìn)入組合狀態(tài)，可直接進(jìn)入這個(gè)子狀態(tài)，而不是再次從組合狀態(tài)的初態(tài)開始

2.2 轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換（Transition）是兩個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)。表示對(duì)象在第一個(gè)狀態(tài)（Source State）中執(zhí)行一定的動(dòng)作，并在某個(gè)特定事情發(fā)生并且某個(gè)特定的條件滿足時(shí)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)（Target State）。

2.2.1 一般轉(zhuǎn)換

一般情況下的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是兩個(gè)不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，示意圖如下：

轉(zhuǎn)換的組成部分：

• 源狀態(tài)（Source State）：源狀態(tài)就是被轉(zhuǎn)換影響的狀態(tài)。某對(duì)象處于源狀態(tài)，當(dāng)它接收到觸發(fā)事件或滿足監(jiān)護(hù)條件，就會(huì)激活一個(gè)轉(zhuǎn)換
• 目標(biāo)狀態(tài)（Target State）：轉(zhuǎn)換完成后，對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化，這時(shí)對(duì)象所處的狀態(tài)就是轉(zhuǎn)換的目標(biāo)狀態(tài)
• 觸發(fā)事件（Trigger）：引起轉(zhuǎn)換的事件，這里所指的事件可以是信號(hào)、調(diào)用、時(shí)間段或狀態(tài)的一個(gè)改變
• 監(jiān)護(hù)條件（Guard Condition）：是一個(gè)方括號(hào)括起來(lái)的布爾表達(dá)式，它被放在觸發(fā)事件的后面。監(jiān)護(hù)條件可以引用對(duì)象的屬性值和觸發(fā)事件的參數(shù)
• 結(jié)果（Effect）：對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)移后的結(jié)果

2.2.2 自身轉(zhuǎn)換

自身轉(zhuǎn)換（Self-Transitions），是指狀態(tài)可以有返回自身狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

2.2.3 本地轉(zhuǎn)換與外部轉(zhuǎn)換

對(duì)于復(fù)合狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，需要注意本地轉(zhuǎn)換（Local transition）與外部轉(zhuǎn)換（External transition）的不同。

上圖中，左邊是本地轉(zhuǎn)換，右邊是外部轉(zhuǎn)換。

• 上面兩個(gè)，源狀態(tài)包含了目標(biāo)狀態(tài)，這種情況兩種轉(zhuǎn)換的區(qū)別在于：本地轉(zhuǎn)換不會(huì)從源狀態(tài)退出（不會(huì)執(zhí)行退出動(dòng)作），而外部轉(zhuǎn)換會(huì)退出再重新進(jìn)入源狀態(tài)。
• 下面兩個(gè)，目標(biāo)狀態(tài)包含了源狀態(tài)，這種情況兩種轉(zhuǎn)換的區(qū)別在于：本地轉(zhuǎn)換不會(huì)再次進(jìn)入目標(biāo)狀態(tài)（不會(huì)執(zhí)行進(jìn)入動(dòng)作），而外部轉(zhuǎn)換會(huì)退出再重新進(jìn)入目標(biāo)狀態(tài)。

3 一個(gè)UML狀態(tài)圖實(shí)例

3.1 使用visio繪制UML狀態(tài)圖

新建一個(gè)visio文件，打開后會(huì)自動(dòng)提示選擇創(chuàng)建某種類型的圖，這里選擇"軟件和數(shù)據(jù)庫(kù) ->UML狀態(tài)機(jī)"

點(diǎn)擊確定之后，會(huì)進(jìn)入U(xiǎn)ML狀態(tài)圖的編輯界面，左側(cè)可以看到用于UML狀態(tài)圖編輯的基本元素，將這些元素拖拽到右側(cè)的編解面板中，可以看到這些元素的基本結(jié)構(gòu)形式：

3.2 實(shí)例講解

下面是一個(gè)UML狀態(tài)圖的實(shí)例：

這是一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的UML狀態(tài)圖，主要包括“設(shè)置”、“工作中”、“暫停”這3個(gè)狀態(tài)。

• 開機(jī)時(shí)，會(huì)先進(jìn)入“設(shè)置”狀態(tài)，可以設(shè)置洗衣模式以及水量等，觸發(fā)啟動(dòng)后，會(huì)進(jìn)入“工作中”狀態(tài)。
• “工作中”是一個(gè)復(fù)合狀態(tài)，內(nèi)部包括“加水”、“清洗”、“排水”、“甩干”這4個(gè)子狀態(tài)。進(jìn)入該狀態(tài)后，從“加水”子狀態(tài)開始執(zhí)行，然后會(huì)執(zhí)行“清洗”、"排水"子狀態(tài)，排水完成后，根據(jù)清洗次數(shù)是否足夠，跳轉(zhuǎn)到“加水”或“甩干”子狀態(tài)。
• 在“工作中”狀態(tài)時(shí)，無(wú)論處于哪個(gè)子狀態(tài)，只有按了暫停鍵，都會(huì)進(jìn)入“暫?！睜顟B(tài)，再按繼續(xù)，則會(huì)進(jìn)入“工作中”繼續(xù)執(zhí)行，注意繼續(xù)時(shí)指向的是歷史狀態(tài)（圓圈內(nèi)一個(gè)H字母），表示繼續(xù)指向剛才暫停時(shí)的子狀態(tài)。

4 總結(jié)

本篇介紹了UML狀態(tài)圖的基礎(chǔ)知識(shí)，并通過(guò)visio繪制一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的UML狀態(tài)圖實(shí)例，來(lái)介紹UML狀態(tài)圖的畫法與所表達(dá)的含義。
審核編輯：湯梓紅