第9章 状态图和活动图

面向对象技术及UML教程第9章

状态图和活动图

第9章状态图和活动图

状态图和活动图是用来描述系统的动态行为特征的，主要用于描述事物的状态变化和处理过程。状态图（StatechartDiagram）是附加到类和用例的状态机图，描述对象响应外部激励时所经历的各种状态和转换。活动图（ActivityDiagram）是一种描述系统行为的图，它用于展现参与行为的类所进行的各种活动的顺序关系。

9.1状态图概述

状态机视图是一个类对象所可能经历的所有历程的模型图。状态机由对象的各个状态和连接这些状态的转换组成。状态机视图通过对类和对象的生存周期建立模型来描述对象随时间变化的动态行为。

状态机主要用于描述类的行为。

状态机是一个类的对象所有可能的生命历程的模型。状态机是一个对象的局部视图。9.1.1状态机9.1状态图概述

状态图主要由起点、终点和状态组成，各状态由转移连接在一起。状态图适合于描述跨越多个用例的单个对象的行为。

状态图由状态、事件和转换三个主要元素构成。

9.1.2状态图概述参加高考学前在校录取休学毕业退学康复生病完成学业学籍处理9.2状态图元素

状态图元素起点终点状态事件转换符合状态和子状态9.2状态图元素

起点表示所有对象的源，起点不是一个标准的状态，因为在此状态中对象还不存在。

9.2.1起点终点

终点表示素有对象生命周期的结束，终点也不是一个实际的状态，因为处于该状态的对象已经消亡。9.2状态图元素

对象的状态始终是由其属性和关联决定状态图中的状态表示的是给定类对象的一组属性值

状态图中状态用圆角矩形表示9.2.2状态状态名称9.2状态图元素

状态详细描述9.2.2状态输入密码entry/pwd.reset()exit/pwd.test()clear/pwd.reset()help/displayhelpprint/deferdo/suppressecho状态名称入口动作出口动作内部转换延迟事件内部活动9.2状态图元素

“事件”指发生在时间和空间某点上的且能够引起某些动作执行的事情事件可以是内部事件也可以是外部事件四类事件：调用事件信号事件改变事件时间事件9.2.3事件9.2状态图元素

对象从一个状态改变成另一个状态称为转换。

当状态发生转换时，称转换被激活。转换激活前，对象为源状态。激活后，对象为目标状态。9.2.4转换9.2状态图元素

复合状态是包含有子状态即嵌套状态的状态9.2.5复合状态和子状态外借在库中正常过期借书还书9.2状态图元素顺序子状态是最常见的一种子状态机9.2.5复合状态和子状态CompleteLab1Lab2Laboring完成实验完成实验TermProject完成项目ProjectingFinalTest通过测试Testing9.3状态图图符常见图符起点状态符合状态终点转换注释体注释连接9.4状态图应用

首先需要找到与系统中对象相关的转换事件通过以下几个方面来寻找转换事件哪些事件可以创建或删除对象哪些事件可以定义或修改属性值哪些事件可以创建或结束与其他对象的关系哪些事件可以导致对象状态的转换根据事件找到状态9.4.1状态分析9.4状态图应用

举例：学生学习过程状态首先分析事件：参加高考录取生病康复完成学业学籍处理

9.4.1状态分析9.4状态图应用

接下来分析转换事件：参加高考：高考后进入“学前”状态录取：学生被录取后变成“在校”的学生生病：学生长时间生病则进入“休学”状态康复：学生再回到学校转为“在校”状态完成学业：学生毕业进入“毕业”状态学籍处理：学生被学籍处理，进入“退学”状态9.4.1状态分析9.4状态图应用

最后得到状态：学前在校退学毕业休学9.4.1状态分析9.4状态图应用

状态图：9.4.1状态分析参加高考学前在校录取休学毕业退学康复生病完成学业学籍处理9.4状态图应用

可以对每个状态进行详细分析例如前例中的状态“在校”可以细化为9.4.2状态图描述在校二年级一年级四年级三年级升级升级升级降级降级降级降级9.5活动图概述

活动图是用来描述达到一个目标所实施一系列活动的过程，描述了系统的动态特征。活动图主要由起点/终点、活动、分支、分岔/汇合、泳道等元素组成。示例：学生作业处理过程布置作业下发作业做作业提交作业批改作业9.6活动图元素

主要元素：起点和终点活动转移接收信号和发送信号决策点和汇合点分叉和汇合控制流终点泳道9.6活动图元素

活动图有一个起点一个终点起点用黑圆点表示终点用黑圆点外加一个圈表示

9.6.1起点和终点起点终点9.6活动图元素

活动图中，可以包含活动状态也可以包含动作状态活动图中，活动使用带圆边的矩形表示

9.6.2活动活动名称活动9.6活动图元素

转移使用带箭头的线段表示连接活动、起点、终点、同步条、判断等9.6.3转移9.6活动图元素

接收信号表示当前需要等待某个事件的发生发送信号表示把某个信号发送给一个等待接收的活动9.6.4接收信号和发送信号接收信号发送信号9.6活动图元素决策点用来描述具有条件的行为

验证打印机链接活动后是一个决策点9.6.5决策点和汇合点验证打印机连接打印屏幕显示“未连接打印机”[连接][否则]9.6活动图元素汇合点与决策点相反，它拥有多个输入转换，却只有一个输出转换汇合点的作用是合并控制流9.6.5决策点和汇合点9.6活动图元素

活动图中可以包含并发线程的分岔控制

并行的行为可以用分岔和汇合来描述分岔和汇合在活动图中必须匹配9.6.6分岔和汇合获得订单安排付款调货交货9.6活动图元素

泳道是为组织活动图而对活动进行的分组，用来划分状态图的状态每个泳道代表整个活动的部分高级职责整个活动可能最后由一到多个泳道实现

使用泳道可以把活动按照功能或所属对象的不同来进行组织。属于一个对象的所有活动都放在同一个泳道内，对象的名字放在泳道的顶部。9.6.7泳道9.6活动图元素9.6.7泳道货调配货物获得订单判断需求安排付款交付货物销售配货9.7活动图图符活动名称起点终点活动判断条件同步条接收信号发送信号泳道转移注释体注释连接9.8活动图应用构建活动图首先需要找到业务过程中的活动，可以通过以下的问题来帮助寻找业务过程中的活动：该业务过程需要完成哪些工作步骤。每个参与者都将执行哪些操作。有没有哪些事件启动了哪些工作步骤。

9.8.1过程分析9.8活动图应用举例--旅客登机过程：领取登机牌办理行李托运通过安检旅客登机行李装载飞机起飞9.8.1过程分析9.8活动图应用得到了业务过程中的主要活动后，就需要进一步考虑这些活动的执行顺序考虑下面的问题有助于理解业务控制流：

所有活动的执行顺序。执行某个活动时需要满足什么条件。哪里有必要的分支。哪些操作是同时发生的。必须先完成某些操作，才能执行其他操作。9.8.2活动链接9.8活动图应用9.8.3活动图描述领取登机牌托运