實體的行為不僅是其輸入的直接結果，還取決於其先前的狀態。實體的過去歷史最適合透過一個有限狀態機圖或傳統上稱為自動機. UML狀態機圖（有時也稱為狀態圖、狀態機或狀態圖表）顯示實體的不同狀態。狀態機圖還能顯示實體如何透過從一個狀態轉換到另一個狀態來回應各種事件。狀態機圖是一種用於模擬系統動態特性的UML圖表。
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為什麼要使用狀態機圖？
狀態機圖通常用來描述物件的狀態依賴行為. 物件會根據其所處的狀態，對相同的事件做出不同的回應。狀態機圖通常應用於物件，但也可應用於任何對其他實體具有行為的元素，例如：參與者、用例、方法、子系統、系統等，且通常與互動圖（通常是序列圖）一起使用。
實務範例：銀行帳戶提款
假設您的銀行帳戶有10萬美元。提款功能的行為如下：
餘額 := 餘額 - 提款金額；
前提是提款後的餘額不得低於0美元;無論您從銀行提款多少次，這項條件都成立。在這種情況下，提款不會影響屬性值的抽象，因此物件的整體行為保持不變。
然而，如果帳戶餘額在提款後會變為負數，提款功能的行為將會截然不同。這是因為銀行帳戶的狀態從正數變為負數；在技術術語中，這被稱為從正狀態轉換到負狀態的轉移被觸發.
💡 注意: 屬性值的抽象是系統的特性，而非普遍適用的規則。例如，若銀行更改業務規則，允許帳戶透支最多2,000美元，則銀行帳戶的狀態將重新定義為：提款後餘額不得低於2,000美元的負值。
關鍵差異
| 圖形類型 | 範圍 |
|---|---|
| 狀態機圖 | 描述單一物件的所有事件、狀態與轉移單一物件 |
| 順序圖 | 描述所有物件之間單一互動的事件跨所有物件的單一互動所涉及的 |
狀態機圖的基本概念
什麼是狀態？
「狀態是物件屬性值與連結的抽象。根據影響物件整體行為的特性，將一組值歸類為一個狀態。」—— Rumbaugh
狀態符號
狀態機符號的特徵
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狀態佔據一段時間區間
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狀態通常與滿足某些條件的實體屬性值抽象相關聯
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實體的狀態不僅會因當前輸入而直接改變，還取決於其輸入的過去歷史
狀態定義
一個狀態是物件生命週期中的一種約束或情境，在此情境下約束成立，物件執行活動或等待事件。
狀態機圖是一種由以下組成的圖形：
-
狀態（簡單狀態或複合狀態）
-
狀態轉換連接狀態
範例：
狀態的特徵
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狀態代表物件在特定時間點的條件
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物件（或系統）可被視為從一個狀態移動到另一個狀態
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模型元素生命週期中滿足某種條件的時刻，此時正在執行某個特定動作，或正在等待某個事件
初始狀態與終止狀態
| 狀態類型 | 符號 | 描述 |
|---|---|---|
| 初始狀態 | ● 實心圓圈 | 稱為初始偽狀態；從此狀態出發的轉換表示第一個實際狀態 |
| 終止狀態 | ◎ 同心圓 | 代表終止；開放迴路狀態機表示物件可能在系統終止前就終止 |
範例：
📌 注意：封閉迴路狀態機圖表沒有終止狀態；如果是這樣，則物件會存活至整個系統終止。
事件
事件簽名描述如下事件名稱（以逗號分隔的參數清單）事件出現在狀態的內部轉換區段，或出現在狀態之間的轉換上。
四種事件類型
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訊號事件 – 對應於非同步訊息或訊號的到達
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呼叫事件 – 對應於對某個操作的程序呼叫到達
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時間事件 – 在指定時間經過後發生
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變更事件 – 當指定條件滿足時發生
事件的特徵
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代表導致物件從一個狀態轉換到另一個狀態的事件
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內部或外部事件觸發某種活動，改變系統及其部分的狀態
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事件傳遞資訊，由物件的操作加以處理。物件實現事件
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設計包括檢視狀態機圖中的事件，並考慮這些事件將如何由系統物件支援
轉移
轉移線表示從一個狀態到另一個狀態的移動。每條轉移線都標有 事件 ，引發轉移。
關鍵原則
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將系統視為一組狀態及其之間的轉移，對於描述複雜行為非常有用
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理解狀態轉移是系統分析與設計的一部分
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一個 轉移 是從一個狀態移動到另一個狀態
轉移序列
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一個元件處於 來源狀態
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一個 事件 發生
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一個 動作 被執行
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元件進入一個 目標狀態
額外說明
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當不同的事件導致狀態終止，或當存在時，會發生多個轉移 守衛條件 在轉移上
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沒有事件和動作的轉移稱為 自動轉移
動作與活動
| 特徵 | 動作 | 活動 |
|---|---|---|
| 性質 | 可執行的原子運算 | 非原子或持續進行的運算 |
| 範例 | 操作呼叫、物件建立/破壞、傳送訊號 | 可能持續長時間執行的複雜行為 |
| 可中斷性 | 不可中斷 – 完成時不會中斷 | 可能被事件中斷；可能執行完畢，或持續無限進行 |
| 關聯 | 關聯於 轉移 | 關聯於 狀態 |
動作與活動的特徵
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狀態可以觸發動作
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狀態可以具有第二個區隔，其中包含當實體處於特定狀態時執行的動作或活動
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動作是一種原子執行，因此會無中斷地完成
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動作的五種觸發條件: 進入時、執行、事件發生時、離開時，以及包含
-
一個活動捕捉可能持續很長時間的複雜行為——活動可能會被事件中斷，這種情況下它不會完成；當物件進入某個狀態時發生
簡單狀態機圖示符號
進入與離開動作
在狀態中指定的進入與離開動作。每次進入或離開時都必須成立。如果不成立，則必須在個別轉移弧線上使用動作。
| 動作類型 | 符號 | 執行時機 |
|---|---|---|
| 進入動作 | 進入 / 動作 |
在進入狀態時執行 |
| 離開動作 | 離開 / 動作 |
在離開狀態時執行 |
範例 – 進入/離開動作（檢查書籍狀態）
此範例說明由類別「BookCopy」所衍生的狀態機圖：
重點注意:
-
此狀態機圖顯示物件的狀態
myBkCopy來自BookCopy類別 -
進入動作：任何標記為與進入動作關聯的動作，只要透過轉移進入指定狀態，就會執行
-
離開動作：任何標記為與離開動作關聯的動作，只要透過轉移離開狀態，就會執行
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狀態機對於模擬事件驅動行為至關重要，但嵌套子狀態與並行區域手動設計可能相當具挑戰性。Visual Paradigm 的 AI 工具透過將您的行為邏輯轉換為精確的 UML 狀態圖，簡化此過程——包含觸發, 守衛，以及進入/離開動作.
具備AI功能的平台
| 平台 | 功能 |
|---|---|
| VP Desktop | 使用內建的AI助理，直接在UML建模器中產生並優化與狀態相關的邏輯 |
| AI聊天機器人 | 向 描述您的物件狀態與轉移AI聊天以立即產生可編輯的圖表 |
智慧行為設計功能
🔄 轉移發現：AI可自動從您的系統需求中識別狀態與轉移
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子狀態與複合狀態
一個簡單狀態是沒有子結構的狀態。具有子狀態（巢狀狀態）的狀態稱為複合狀態.
子狀態的關鍵規則
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子狀態可以任意層級嵌套
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嵌套的狀態機最多只能有一個初始狀態和一個終止狀態
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子狀態用於透過顯示某些狀態僅在特定情境（封裝狀態）下才可能出現，來簡化複雜的平坦狀態機
子狀態範例 – 加熱器
從狀態機圖中衍生的測試想法
狀態機圖常被用來推導測試案例。以下是針對加熱器範例的可能測試想法清單：
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空閒狀態接收過熱事件
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空閒狀態接收過冷事件
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冷卻/啟動狀態接收壓縮機運行事件
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冷卻/準備就緒狀態接收風扇運行事件
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冷卻/運行狀態接收正常事件
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冷卻/運行狀態接收故障事件
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故障狀態接收故障清除事件
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加熱狀態接收正常事件
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加熱狀態接收故障事件
歷史狀態
除非另有說明，當轉移進入一個複合狀態時，嵌套狀態機的動作會從初始狀態重新開始嵌套狀態機的動作會從初始狀態重新開始（除非轉移直接指向某個子狀態）。
歷史狀態允許狀態機重新進入離開複合狀態前最後一個活躍的子狀態重新進入離開複合狀態前最後一個活躍的子狀態複合狀態。
歷史狀態範例
💡 使用案例：歷史狀態在建模使用者介面或工作流程時特別有用，使用者可以在不遺失進度的情況下離開並返回到複雜狀態。
並發狀態
如上所述，狀態機圖中的狀態可以嵌套。相關的狀態可以合併為一個單一的複合狀態。當一個活動涉及並行的子活動時，將狀態嵌套在其他狀態內部是必要的。.
並行狀態機圖範例 – 賣場流程
在此範例中，狀態機首次進入拍賣時，需要在開始處分叉為兩個獨立的起始線程。每個子狀態都有一個退出狀態，用以標記線程的結束。除非出現異常退出（取消或拒絕），否則複合狀態的退出發生在兩個子狀態都已退出時。
並行狀態的關鍵特徵
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表示複合狀態內的並行執行路徑
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使用分叉/合併符號來分割並同步並行流程
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每個並行區域獨立運作，但都對整體狀態行為有所貢獻
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只有當 所有並行子狀態都已完成時，才會從複合狀態退出
✏️ 現在就嘗試繪製 UML 狀態機圖
你已經學會了狀態機圖是什麼以及如何繪製狀態機圖。是時候自己繪製一個狀態機圖了。
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由 AI 驅動的狀態圖生成
Visual Paradigm 的 AI 透過將自然語言描述轉換為符合標準的 UML 模型，幾秒內即可簡化狀態圖的生成。你可以描述物件的生命週期——例如線上訂單或支援工單——AI 會自動識別所需的狀態、轉移、觸發條件和保護條件。
狀態圖的關鍵功能
✨ 自然語言轉圖形：僅需簡單的文字提示，即可立即生成完整的 UML 狀態機圖
💬 對話式優化：使用聊天機器人介面，透過簡單指令，逐步修改你的圖形，例如新增子狀態、重新命名元件或優化轉移
🧠 智慧建模支援：AI 內建進階的行為建模功能，例如進入/退出動作、事件觸發和保護條件
🗂️ 邏輯組織: 智能聚類等功能可自動將相關狀態分組，而自動化佈局引擎則確保圖表保持乾淨且易於閱讀
✅ 設計驗證: 您可以要求AI分析您的圖表是否存在邏輯缺陷，例如「死路」狀態或特定狀態中未處理的事件
AI生態系統
Visual Paradigm將其AI整合至多個平台，以提供一致的建模體驗：
整合平台與功能
| 平台 | 主要優勢 |
|---|---|
| 整合的桌面與線上平台 | 使用 AI聊天機器人 或線上編輯器，並無縫導入 Visual Paradigm桌面應用程式 應用程式，用於進階程式碼工程與團隊協作 |
| 按需文檔 | 根據您的視覺模型自動生成詳細的專案報告、摘要與技術文檔 |
| 廣泛的符號支援 | 除了狀態圖之外，AI還支援超過40種圖表類型，包括 UML、BPMN、SysML與ArchiMate |
| 模型間可追溯性 | 將您的狀態圖連結至其他專案資產，例如用例或使用者故事，以在系統架構中維持單一真實來源 |
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- 📚 參考清單
- 什麼是狀態機圖？: 全面指南，幫助您理解UML狀態機圖的符號、組成部分及其在系統建模中的實際應用。
- 透過AI驅動的視覺建模掌握UML狀態機圖: 學習AI工具如何提升狀態機圖的建立、建模效率以及行為設計的準確性。
- 使用AI在數秒內創建UML狀態圖: 了解如何使用AI驅動的工具，將自然語言描述轉換為正式模型，快速生成UML狀態圖。
- AI圖形生成: Visual Paradigm的AI驅動功能，可根據自然語言提示，自動在多種UML符號類型中創建圖形。
- 用於繪圖的AI聊天機器人: 互動式AI助理，透過對話指令與迭代反饋，協助生成與優化UML圖形。
- AI聊天機器人文件: 官方文件與使用指南，說明如何利用AI聊天機器人來建立、修改與驗證UML圖形。
- 增強的AI狀態機圖形生成: 版本說明詳細介紹了狀態圖形生成的AI能力提升，包括更佳的轉移檢測與保護條件處理。
- AI狀態圖形增強功能: 對AI驅動狀態機建模功能更新與效能提升的技術概覽。
- UML狀態機圖：使用AI建模物件行為的權威指南: 綜合文件，說明如何透過狀態機使用AI來建模物件行為，包含最佳實務與範例。
- AI組合結構圖形產生器: 使用AI協助，立即在桌面、聊天與OpenDocs平台生成UML組合結構圖形。
- Visual Paradigm的AI聊天機器人有何獨特之處: 博客文章說明Visual Paradigm的AI聊天機器人繪圖功能的獨特優勢，包括情境感知與技術準確性。
- AI驅動UML圖形生成指南: 越南語指南，介紹AI驅動的UML圖形生成功能與工作流程。
- 全面評論：Visual Paradigm的AI圖形生成功能: 第三方評論，評估Visual Paradigm的AI繪圖能力、易用性與整合功能。
- Visual Paradigm的AI驅動生態系統如何轉變UML開發: 文章探討AI整合如何轉變UML開發工作流程、協作與模型驅動工程實務。
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