[状態マシン図] 直交状態

状態は内部に領域を0個以上持つことができる。以下の図で、状態２は領域を１つ持っていて、その領域には開始疑似状態があり、状態３から始まる。状態２にいるときは、状態３か状態４のどちらかの状態を取る。そのことを状態３ or 状態４という。状態３と状態４はどちらか一方しか取ることができないという意味で、このことを OR状態という。状態２にいるときは、状態３ or 状態４である。



次の図では、状態２には２つの領域があり、状態２に遷移すると、２つの領域が同時並行して動作するようになる。直交合成状態と言い、２つの領域が直交している、という。

状態１からイベント２で状態２に遷移したときは、
上側の領域は、状態３から始まり、
下側の領域は、状態５から始まる。
その状態を、状態３ and 状態５の状態という。つまり、状態３かつ状態５の状態であり、このことをAND状態という。


上の図と同じことを、直交状態を使わずに表現したのが次の図である。
状態２は、状態３and５の状態から始まる。そこからイベント４が起きると、状態４and５の状態に遷移する。
上の図は、状態２の内部に、領域が２つあって、上の領域は２つ、下の領域は３つの状態を持っている。
下の図は、状態２の内部に、領域が２つあって、状態が２ｘ３＝６つの状態がある。
このように、直交状態の複数の領域を１つの領域になおすと、それぞれの領域が持つ状態のかけ算だけ、状態があることがわかる。

またこういうことも言える。上の図の状態マシンをテストする場合は、下の図のすべてを遷移するテストを書く必要がある、ということである。直交する領域が増えれば増えるほど、描くのは 簡単だが、テストがたいへんになる、ともいえる。



状態の外から、状態の中の領域の中の状態に直接遷移することもできる。
下の図で、状態１にいるときに、イベント４がおきると、状態４に遷移する。
そのときは、下の領域は、開始疑似状態から始まって、状態５になる。
つまり、イベント４が起きると、状態２の、状態４and５から始まる。

入ることができれば、出ることもできる。
下の図で、状態７にいるときに、イベント１が起きると、状態１に遷移する。
そのとき上の領域は、状態３にいても、状態４にいても、状態２を退場して、状態１に遷移する。



このことを、直交状態を使わない図で描くと以下のようになる。
合っているかどうか確かめてほしい。



さらに特殊な例として、直交する領域を横断するような遷移を描くこともできる。下の図で、状態４にいるときに、イベント９が起きたら、状態６に遷移する。



直交する領域をまたがる遷移が発火するときは、その領域を含む状態を退場して、再度、入場すると解釈すると決められている。つまり、上の図は、下の図と解釈される。



状態６に入るのだから、上側の領域は開始疑似状態から始まり、状態３に遷移する。このことを、直交状態を使わない図で描くと以下のようになる。状態５でも、状態６でも、状態７でも、状態４であるときにイベント９が起きると、状態３and６に遷移する。これも合っているかどうか確かめてほしい。



説明用に、直交状態を使わない例をあげたが、状態の数が増え、同じイベントがたくさんの箇所にあらわれ、非常に読みにくく間違えやすいモデルになるので、理屈がわかったら、素直に直交状態を使って設計してほしい。

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参考文献

1. UML2.0仕様書
   http://www.amazon.co.jp/dp/4274066630/
   p.723 遷移実行系列 「直交する状態の領域を横断する遷移は、全直交状態からの退場と、すべての領域への再入場を強制する」