Diagrama de Transição de Estados (DTE)

1. Introdução

• É o diagrama mais antigo da UML:

  • Foi criado nos anos 60

  • Também conhecido como Diagrama de Estados ou Máquina de Estados (Statechart Machine)

• É uma ferramenta útil para mostrar o ciclo de vida de um objeto.

• Em um sistema real, somente algumas poucas classes demandam o uso de um DTE:

1. Classes críticas da aplicação;

2. Classes que se comportam de forma diferente em função de transições de estados;

3. Classes cujo comportamento atual (que você deseja compreender) depende do seu passado (estados anteriores).

2. Elementos do DTE

• Os estados são momentos no ciclo de vida de um objeto

• O estado de um objeto é geralmente caracterizado pelos valores de um ou mais de seus atributos

• SINTAXE:

  • Um estado é representado graficamente por uma caixa retangular com cantos arredondados

  • Um estado comum é composto por dois elementos: nome (obrigatório) e efeitos (opcional)

  • Estereótipos podem ser utilizados em estados assim como em quaisquer entidades UML.

No exemplo do DTE do Ciclo de Vida de Pessoa, os estados aparecem apenas com seu nome. 

O nome de um estado geralmente representa o valor de um atributo do objeto representando pelo DTE. Por exemplo, um objeto da classe Pessoa pode ter um atributo chamado "fase da vida" com os possíveis valores:  bebê, criança, adolescente, adulta, idosa.

Além dos estados comuns, em um DTE existem os estados especiais: Estado Inicial e Estado Final.

Efeitos para Estados

• Efeitos também são conhecidos como Ações (Actions)

• Existem três tipos de efeitos para estados:

1. Efeitos de entrada (entry): efeitos ativados ao alcançar o estado

2. Efeitos de execução (do): efeitos ativados durante todo o período do estado

3. Efeitos de saída (exit): efeitos ativados antes de deixar o estado

• SINTAXE:

  • São escritos após uma barra "/"

  • Efeitos podem ser escritos em linguagem natural ou em uma linguagem descritiva estruturada na forma de operações/métodos, dependendo da etapa do projeto e/ou objetivo do diagrama.

  • É possível utilizar uma linguagem de programação OO específica como a Java ou linguagens como BNF e OCL.

• As transições determinam a troca de estados em função de um determinado evento

• Um evento pode ser um sinal (estímulo assíncrono), uma operação (estímulo síncrono) ou, simplesmente, a passagem de tempo

• As transições podem ser de dois tipos com relação ao estado: 

  • Transições de ENTRADA do estado: o estado é o destino da transição.

  • Transições de SAÍDA do estado: o estado é a origem da transição.

• SINTAXE:

  • São representadas graficamente por setas orientadas que tem como origem e destino estados do diagrama.

Do ponto de vista do Estado “StandBy” do Exemplo de DTE de uma TV:

• As transições de entrada são: cabo de energia conectado; tela desligada.

• As transições de saída são: botão power pressionado; cabo de energia desconectado.

• As transições de estados são compostas por três elementos opcionais: nome/gatilho (opcional, porém desejável), condição de guarda (opcional), efeito (opcional, podendo ser usando apenas quando há uma condição de guarda).

• SINTAXE: Assim como os efeitos de estados, os elementos que compõem uma transição podem ser escritos em linguagem natural ou em linguagem descritiva na forma de operações/métodos, dependendo da etapa do projeto e/ou objetivo do diagrama.

Nome ou Gatilho (trigger) da Transição

• O gatilho é o evento que dispara a transição. Um evento pode ser um sinal (estímulo assíncrono), uma operação (estímulo síncrono) ou, simplesmente, a passagem de tempo

  • No Exemplo de DTE de uma TV as transições aparecem somente com o nome

  • No Exemplo de DTE do Ciclo de Vida de Pessoa as transições aparecem sem o nome, o que não torna o diagrama incorreto, mas torna o diagrama incompleto, pois do ponto de vista da transição de estados ficamos sem conhecer o(s) evento(s) que faz(em) com que os estados mudem

Condição de guarda (guard) da Transição

• Condição que deve ser atendida para que a transição ocorra (guard == true)

• SINTAXE: É representada entre colchetes "[]"

Efeito (action) da Transição

• O efeito é um evento extra de consequência da transição que será executado antes de entrar no novo estado

• Caso exista uma condição de guarda que restringe a transição, o efeito será executado somente se a condição de guarda for atendida

• SINTAXE: São escritos após uma barra "/" , depois do gatilho e condição de guarda (se houver)

2.3. Outros elementos

Estados Compostos

Disponível em: https://online.visual-paradigm.com/share.jsp?id=313937363330312d3133 

Estados compostos permitem a descrição de um diagrama interno de transição de estados e podem envolver um ou mais objetos.

Estados compostos podem possuir estados especiais, tais como:

• Entry point: ponto de entrada da transição de estado de um objeto no estado de outro objeto. SINTAXE: Representado por um círculo sem preenchimento, localizado na borda de um estado de entrada.

• Exit point: ponto de saída do estado de um objeto para a transição de estado de outro objeto. SINTAXE: Representado por um círculo sem preenchimento marcado com um "X", localizado na borda de um estado de saída.

Paralelismo e Decisões

Um DTE permite o uso de recursos que representam paralelismos e decisões em seu fluxo de transições. Estes recursos são os mesmos utilizados em outros diagramas da linguagem, como o Diagrama de Atividades, e serão abordados no futuro.

3. Passos para elaborar o DTE

1. Faça inicialmente um diagrama simples, com os estados principais e transições sem nome e aumente a complexidade conforme a necessidade;

2. Adicione os nomes/gatilhos das transições;

   • Verifique se há estados que não foram incluídos no diagrama e repita o passo 2;

3. Verifique se as transições possuem condições de guarda e efeitos e as adicione no diagrama;

   • Verifique se há estados que não foram incluídos no diagrama e repita o passo 2;

4. Caso seja necessário, inclua os efeitos dos estados;

5. Caso seja necessário, utilize elementos avançados como DTE Composto, paralelismo e decisões por último.