状态图与活动图
状态图和活动图是软件开发中用于建模复杂系统的两种常用工具。尽管这两种图表用途相似，但它们之间存在显著差异。在本文中，我们将对比状态图和活动图，并解释它们的异同。
状态图
状态图是一种用于描述系统对内部或外部事件响应行为的图表。它展示了对象的不同状态以及基于所发生事件的状态之间的转换。状态图在软件工程中被广泛用于建模复杂系统的行为。
状态图由状态、转换和事件组成。状态表示对象或系统的不同状态，转换表示从一个状态到另一个状态的移动，事件表示引发系统状态变化的触发因素。状态图通常用于建模反应式系统，即对外部刺激作出响应的系统。
活动图
活动图是另一种用于建模系统行为的图表。它是流程或工作流中涉及步骤的图形化表示。活动图用于建模系统内部活动的流程，包括决策、循环和并发活动。
活动图由活动、动作和转换组成。活动表示流程中的主要步骤，动作表示活动中的具体步骤，转换表示从一个活动到另一个活动的移动。活动图通常用于建模业务流程或其他非反应式系统。
状态图与活动图的相似之处
状态图和活动图都用于建模系统的行为。它们都使用图形化表示来展示系统内的不同状态和转换。它们都有助于理解并向利益相关者传达系统的行为。
状态图与活动图的区别
状态图与活动图之间的主要区别在于，状态图用于建模反应式系统，而活动图用于建模非反应式系统。状态图关注对象或系统的内部状态及其对外部事件的响应，而活动图关注流程或工作流中涉及的活动顺序。
状态图与活动图之间的另一个关键区别是，状态图通常用于建模复杂系统，而活动图用于建模较简单的系统。状态图比活动图更复杂，因为它们包含了系统的状态和转换，而活动图则关注流程中涉及的活动和动作。
以下表格总结了状态图与活动图之间的主要异同：
| 状态图 | 活动图 | |
|---|---|---|
| 目的 | 建模反应式系统 | 建模非反应式系统 |
| 关注点 | 对象或系统的内部状态 | 流程或工作流中涉及的活动序列 |
| 元素 | 状态、转换、事件 | 活动、动作、转换 |
| 复杂度 | 更复杂 | 较简单 |
| 用例 | 嵌入式系统、控制系统、实时系统 | 业务流程、工作流、软件流程 |
如上所述，状态图和活动图经常被混淆，但它们是用于不同目的的两种不同类型的图。在下面的例子中，我们将比较状态图和活动图，并突出它们之间的差异。
状态图（如下图左侧所示）表示一个状态机，该状态机会对明确的事件作出响应并执行操作。它展示了系统各个状态以及基于事件发生而产生的状态之间的转换。状态图适用于建模响应事件的反应式系统，例如交通灯或自动售货机。
另一方面，活动图（如下图右侧所示）表示系统中活动的流程。它展示了系统中发生的活动序列，包括决策、循环和分支。活动图适用于建模涉及一系列活动的系统，例如业务流程或软件算法。
与状态图不同，活动图不需要显式的事件来实现从一个节点到另一个节点的转换。相反，活动图中的控制流是在活动完成后自动确定的。活动图中的节点表示活动或决策，箭头表示从一个活动到下一个活动的控制流。
通过一个例子学习区别：对比状态图与活动图
在自动售货机问题的背景下，我们可以通过使用两种类型的图来建模同一个问题，从而说明状态图与活动图之间的区别。通过这种方式，我们可以比较和对比每种图类型的独特特征。
例如，我们可以使用状态图来建模自动售货机的不同状态及其基于外部事件的状态转换。另一方面，我们可以使用活动图来建模自动售货机交易过程中发生的活动序列，例如投币、选择商品和退还硬币。
问题1：自动售货机
场景：在学校设置了一台可提供零食和饮料的自动售货机。一名学生走近自动售货机并投入一枚硬币购买零食。自动售货机显示可选商品列表，学生选择自己想要的零食。自动售货机检查该商品是否可得且学生是否有足够的资金，然后发放零食。如果商品不可得或学生资金不足，自动售货机将退还硬币。
通过状态图对自动售货机进行建模
在此状态图中，自动售货机从空闲状态开始，用户可以投入硬币。如果用户投入足够的资金，自动售货机将进入已收款状态，用户可以选择商品。如果所选商品有货，自动售货机将进入发放状态以发放商品，然后返回到空闲状态，一旦交易完成。如果所选商品缺货，自动售货机将进入退款状态以退还硬币，然后返回到空闲状态，一旦交易完成。如果用户未投入足够资金，自动售货机将直接进入退款状态以退还硬币，然后返回到空闲状态，一旦交易完成。
通过活动图对自动售货机进行建模
给定的活动图表示了自动售货机系统中事件的流程。它从开始节点开始，用户首先需要投入硬币。该图接着显示一个如果条件，以检查用户是否投入了足够的资金。如果资金足够，用户可以选择一种产品。
下一个如果条件检查所选产品是否可用。如果产品可用，自动售货机将发放产品，图中显示向停止节点的转换，表示交易已完成。如果所选产品不可用，自动售货机将退还硬币，然后过渡到停止节点。
如果用户未投入足够的资金，自动售货机将直接退还硬币，并过渡到停止节点。在任何情况下，交易都已完成，用户可根据需要领取退款。
总体而言，该活动图描述了一个简单的自动售货机系统，有两种可能的结果——根据所选产品的可用性以及投入的资金数额，要么发放产品，要么退还硬币。
总结
此处讨论的两种不同类型的图表是状态图和活动图。这两种都是软件工程和系统设计中常用的图表类型。
- 状态图用于表示系统的各种状态及其状态转换。它们展示了基于系统中发生的事件，控制流从一个状态到另一个状态的转移。状态图用于建模复杂系统的行为，并分析系统中各个组件的行为。它们在建模响应事件的反应式系统（如自动售货机或交通灯）方面尤其有用。
- 另一方面，活动图用于建模系统中的活动流程。它们展示了系统中发生的活动序列，包括决策、循环和分支。活动图用于建模系统的业务流程和工作流，并理解系统中不同组件之间的交互方式。它们在建模涉及一系列活动的系统（如业务流程、软件算法或制造过程）方面尤其有用。
从用途上看，状态图更适合用于建模响应事件的反应式系统，而活动图更适合用于建模涉及一系列活动的系统。状态图有助于理解系统中各个组件的行为，而活动图有助于理解系统中不同组件之间的交互。最终，选择使用哪种图表取决于所建模系统的性质以及图表的目的。