UML状态机图用法图解

本文概述

• 为什么要使用状态机图？
• 状态机图的表示法
• 国家类型
• 如何绘制状态机图？
• 什么时候使用状态机图？
• 状态机图示例
• 状态机与流程图

状态机图也称为状态图或状态转换图, 它显示了系统中某个对象所经历的状态的顺序。它捕获软件系统的行为。它对类, 子系统, 包和完整系统的行为进行建模。

它往往是在外部实体和系统中建模交互和协作的有效方法。它对基于事件的系统进行建模以处理对象的状态。它还定义了系统中组件的几种不同状态。每个对象/组件都有特定的状态。

以下是状态机图的类型, 如下所示：

1. 行为状态机
   行为状态机图记录了系统内对象的行为。它描述了特定实体的实现。它对系统的行为进行建模。
2. 协议状态机
   它捕获了协议的行为。协议状态机描述协议状态的更改以及系统内的并行更改。但是, 它没有描述特定组件的实现。

为什么要使用状态机图？

由于它记录了系统的动态视图, 因此它描绘了软件应用程序的行为。在生命周期内, 一个对象经历了几种状态, 因此生命周期一直存在, 直到程序执行为止。每个状态都描述了一些有关对象的有用信息。

它绘制了一个交互式系统的蓝图, 该系统可以响应内部事件或外部事件。从一个状态到另一状态的执行流程由状态机图表示。它可视化了从创建到终止的对象状态。

主要目的是描绘单个对象的每种状态。它代表一个交互式系统以及系统内部的实体。它记录了系统的动态行为。

状态机图的表示法

以下是下面列出的状态机图的符号：

1. 初始状态：它定义系统的初始状态(开始), 并用黑色实心圆圈表示。
2. 最终状态：代表系统的最终状态(结束)。它由一个圆圈内的实心圆圈表示。
3. 决策框：呈菱形, 代表要在评估后卫的基础上做出的决策。
4. 过渡：由于某些事件的发生, 控制权从一种状态更改为另一种状态称为过渡。它由带有事件的箭头表示, 由于该事件而导致发生更改。
5. 状态框：描述特定时间点上类特定对象的条件或情况。具有圆角的矩形用于表示状态框。

国家类型

UML包含三个状态：

1. 简单状态：它不构成任何子结构。
2. 复合状态：它由嵌套状态(子状态)组成, 因此它不包含多个初始状态和一个最终状态。它可以嵌套到任何级别。
3. 子计算机状态：子计算机状态在语义上与组合状态相同, 但是可以重用。

如何绘制状态机图？

状态机图用于描绘对象经历的各种状态。从一种状态到另一种状态的变化是由于某个事件的发生。在绘制状态机图之前, 必须确定特定组件的所有可能状态。

状态机图的主要焦点是描绘系统的状态。这些状态在绘制状态转换图时至关重要。在执行状态机图之前, 必须确认发生状态转换的对象, 状态和事件。

以下是绘制状态机图时要结合的步骤：

1. 应该为描述系统行为的状态转换分配一个唯一且易于理解的名称。
2. 在多个对象中, 仅实现了基本对象。
3. 应为事件和过渡指定适当的名称。

什么时候使用状态机图？

状态机图实现了真实世界的模型以及面向对象的系统。它记录了系统的动态行为, 用于区分系统的动态行为和静态行为。

它描绘了对象从开始到结束所经历的变化。它基本上设想了触发事件如何导致系统内的更改。

状态机图用于：

1. 用于建模系统的对象状态。
2. 用于对反应堆系统进行​​建模, 因为它由反应堆对象组成。
3. 用于查明负责状态转换的事件。
4. 用于实施正向和反向工程。

状态机图示例

下面给出了显示银行自动柜员机(ATM)的顶级状态机图的示例。

最初, 自动柜员机是关闭的。打开电源后, ATM开始执行启动操作并进入自检状态。如果测试失败, 则ATM会进入”服务停止”状态, 或者将经历无触发的过渡到”空闲”状态。这是客户等待交互的状态。

每当客户将银行卡或信用卡插入ATM的读卡器中时, ATM状态就会从”空闲”更改为”服务客户”, 进入”服务客户”状态后便会执行输入操作readCard。由于客户可以随时取消交易, 因此取消事件可以触发从”服务客户”状态回到”空闲”状态的转换。

在这里, “服务客户”是一个复合状态, 具有依次为”客户身份验证”, “选择交易”和”交易”的子状态。

客户身份验证和交易是复合状态, 其本身由隐藏的分解指示图标显示。交易完成后, 服务客户将无触发地转换回空闲状态。在离开状态时, 它将经历退出操作弹出卡, 该弹出卡排出客户卡。

状态机与流程图