狀態圖（State Diagram）是一種行為建模工具，用於描述系統或對象在不同狀態之間的轉換，以及觸發這些轉換的事件。狀態圖在軟件工程和系統設計中廣泛應用，有助於理解和設計複雜系統的行為。狀態圖通常由狀態、轉換、事件和動作組成。
主要元素
狀態（State）：系統或對象在某一時刻的具體情況或條件。通常用圓角矩形表示。
轉換（Transition）：從一個狀態到另一個狀態的變化過程，通常由一個箭頭表示。轉換標註著觸發這一變化的事件和可能的動作。
事件（Event）：引起狀態轉換的觸發器，可以是外部輸入或內部條件變化。
動作（Action）：在狀態轉換過程中或在特定狀態下執行的操作。
初始狀態（Initial State）：系統或對象的起始狀態，通常用一個實心圓表示。
終止狀態（Final State）：系統或對象的最終狀態，通常用一個帶有圓圈的實心圓表示。
狀態圖的構建步驟
確定系統或對象的狀態：
列出系統或對象可能存在的所有狀態。
定義狀態轉換：
確定在什麼事件或條件下系統會從一個狀態轉換到另一個狀態。
標註事件和動作：
在轉換箭頭上標註觸發轉換的事件，並描述相應的動作。
畫出狀態圖：
用圖形化的方式展示狀態、轉換、事件和動作，形成完整的狀態圖。
狀態圖的優點
清晰表示系統行為：能夠直觀地展示系統在不同狀態下的行為及其轉換過程。
有助於發現問題：通過圖形化展示，可以更容易地發現系統設計中的漏洞或不一致。
促進溝通：提供一個統一的語言，幫助開發團隊和利益相關者之間的溝通和理解。
支持複雜系統建模：適用於描述複雜系統或對象的動態行為和邏輯。
狀態圖的局限
過於複雜：對於非常複雜的系統，狀態圖可能變得難以管理和理解。
靜態信息缺乏：狀態圖主要描述動態行為，對系統的靜態結構描述有限。
狀態圖的示例
假設一個簡單的電梯控制系統，其狀態圖可能包括以下狀態和轉換：
狀態：
閒置（Idle）
運行（Moving）
開門（Door Open）
關門（Door Closed）
轉換：
按下樓層按鈕（Button Pressed）：閒置 → 運行
到達指定樓層（Reached Floor）：運行 → 開門
開門完成（Door Opened）：開門 → 閒置
按下關門按鈕（Close Button Pressed）：開門 → 關門
關門完成（Door Closed）：關門 → 閒置
狀態圖：
初始狀態：閒置
終止狀態：無（因為電梯系統通常無終止狀態）
css
複製程式碼
初始狀態
↓
[閒置] ---按下樓層按鈕---> [運行]
↑ |
| |
| <- 開門完成 <- [開門] <- 到達指定樓層 -- |
| |
| ---- 按下關門按鈕 -> [關門] -> 關門完成 -->|
↓ |
[閒置] <-----------------------------|
這個狀態圖展示了電梯控制系統的不同狀態及其轉換過程，幫助理解其運作邏輯。
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