本章深入探討 UML 的狀態轉換圖（State Transition Diagram, STD），這是描述有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的標準符號。FSM 在 GUI 互動、通訊協定與事件驅動系統中非常實用。

基本概念#

狀態圖的基本元素：

• 圓角矩形代表狀態（State）
• 箭頭代表轉換（Transition），標記格式為 event / action
• event 是觸發轉換的事件
• action 是轉換發生時執行的動作

以登入狀態機為例：使用者輸入密碼（event），系統驗證後（action）決定轉換到「已登入」或「已鎖定」狀態。

特殊事件（Special Events）#

UML 狀態圖支援三種特殊事件：

• entry：進入狀態時自動觸發的動作
• exit：離開狀態時自動觸發的動作
• 自訂事件：在狀態內部處理的事件

自反轉換（Reflexive Transition）#

自反轉換是指從某個狀態觸發後回到同一個狀態的轉換。要注意的是，自反轉換會觸發 exit 和 entry 動作——先執行 exit，再執行 entry。

注意： 自反轉換與「內部轉換」不同。內部轉換不會觸發 exit 和 entry 動作，而自反轉換會。這個差異在設計 FSM 時容易被忽略。

超狀態（Superstates）#

當多個狀態共享相同的轉換時，可以用超狀態來消除重複：

• 將共享轉換的狀態群組成一個超狀態
• 超狀態上的轉換自動適用於所有子狀態
• 子狀態可以覆蓋（Override）超狀態的轉換

階層式 Entry/Exit 動作#

超狀態也可以有自己的 entry 和 exit 動作，執行順序遵循階層規則：

• 進入子狀態時：先觸發超狀態的 entry，再觸發子狀態的 entry
• 離開子狀態時：先觸發子狀態的 exit，再觸發超狀態的 exit

初始與最終虛擬狀態#

• 初始虛擬狀態（Initial Pseudostate）：實心圓點，代表狀態機的起始點，會自動轉換到第一個真正的狀態
• 最終虛擬狀態（Final Pseudostate）：牛眼符號，代表狀態機結束

使用 FSM 圖的時機#

技巧： FSM 圖最適合用在系統的行為是眾所周知且需要精確定義的場景，例如通訊協定、UI 互動流程等。不要對每一個物件都畫狀態圖——只在行為確實複雜且需要釐清時才使用。

狀態轉換表（State Transition Tables, STT）#

除了圖形化的 STD 之外，文字化的狀態轉換表（STT）是另一種實用的表示方式：

重點： STT 比 STD 更適合持續演進的設計，因為文字格式更容易修改、版本控制與自動化處理。作者甚至開發了 SMC（State Machine Compiler），能直接從 STT 產生程式碼。

本章小結#

狀態圖是 UML 中表達事件驅動行為的強力工具，但不應被濫用。在敏捷開發中，優先考慮文字化的 STT 與自動化工具（如 SMC），將狀態機定義轉換為可執行的程式碼，而非維護一份精美但容易過時的圖。