UML状态图详解
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 内部转换与外部转换
对于复合状态之间的转换，需要注意内部转换（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。
腾讯云开发者
