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# 認識 UML

# 統一建模語言

UML (Unified Modeling Language) 是建構模式 (model) 的專用語言。
在編寫程式碼前，開發人員會先經過分析設計的思考，並繪製一些圖形，再搭配一些文字，作為分析設計的產出，這份產出可稱之為軟體模式模型。

# UML 圖

UML 推出了十多款圖，不過並非每款圖都實用，在開發商用資訊系統時，最常用到的 UML 圖，包含有：類別圖、循序圖、使用案例圖、狀態圖 (state machine diagram) 和活動圖 (activity diagram)。

# 簡易的開發程序

實務上， 使用案例圖及敘述 、 類別圖 與 循序圖 三者之搭配，幾乎是 UML 專案的基本型，所以在分工或外包的設計文檔中，通常少不了這三款 UML 圖。

最常見的開發程序是，並行建構使用案例圖文與類別圖，接著才建構循序圖以及按圖編碼。

一個系統只有一個內部結構，而且系統對外提供的所有服務，都僅依賴這個系統穩定的內部結構所支撐。
然而，每一項服務的運作方式皆不同，所以雖然系統僅有一個靜態結構，卻可以有很多個動態行為。

因此，透過 UML 圖來呈現系統的狀況時，一個系統僅有一張呈現系統內部結構的類別圖，而且無論使用案例圖中有多少個使用案例。
但是，每一個使用案例至少對應一張循序圖，呈現出系統執行使用案例期間，其內部的一群物件互動的運作情況。

再者，類別圖通常不是一次就能夠設計完全，而是透過一個又一個的使用案例，以及一張又一張的循序圖，三者經過多次循環更新的歷程後，類別圖才能逐步形成且穩定下來。

# 類別圖

類別圖 (class diagram) 是最重要的 UML 圖。

主要功能:

用來呈現系統內部的靜態結構，而這樣的靜態結構通常可以用直接對應程式碼，因此，從程式設計師的角度來看，類別圖是最被關注的 UML 圖。

類別圖描述了系統的類別集合，類別的屬性和類別之間的關係。

矩形代表類別 (class)、類別內部記載屬性 (attribute) 與操作 (operation)。
類別之間有代表結合關係 (association relationship) 的實線、組合關係 (composition relationship) 的實心菱形實線、一般化關係 (generalization relationship) 的三角形實線。

類別圖符號分成兩種:
- 物件本身
- 物件與物件的關係
物件本身
```
+ : public
- : private
# : protected
```
物件間的關係
- association relationship 結合關係
  # 使一個類別知道另一個類別屬性和方法。 // 通常含有「知道」、「了解」的含義。
  (A knows B)
- dependency relationship 依賴關係
  # 指在參數或回傳時有用到
  (A uses B)
- Implementation relationship 實作關係
  # 指的是一個 class 類別實現 interface 介面
  (A implements B)
- generalization relationship 一般化關係
  # 指的是父類別擁有子類別的共用功能，子類別可以視作父類別的特例。
  # 描述 is-a 關係。
  (A is a type of B)
- aggregation relationship 聚合關係
  # 整體與部分的「弱」包含關係，部分類別可以單獨存在，也可以屬於多個整體物件。
  # 描述 has-a 關係。
  (A owns B)
- composition relationship 組合關係
  # 整體與部分的「強」包含關係，部分類別無法單獨存在，其生命週期與整體相同。
  # 描述 contains-a 關係。
  (B is part of A)
多重性 (Multiplicity)
```
  | 指示符  | 意思    |
  | ------ | ------- |
  | 0...1  | 0 or 1  |
  | 1      | 1       |
  | 0...*  | 0 or 多 |
  | 1...*  | 1 or 多 |
  | *      | 多      |
```

image class diagram

image class diagram

# 循序圖

循序圖 (sequence diagram) 將類別圖部分更細節。

主要功能:

呈現類別圖操作之實作方法。
在類別圖中，未能提出操作之實作方法，這部分的細節設計，可藉由循序圖來呈現。雖然，我們可以從類別圖對應到程式中的類別、屬性、關係及操作之宣告，但也僅止於此，對於操作的實作方法，還要搭配循序圖才能獲得。

除了表達實作方法外，更重要的是，循序圖還能夠表達執行期間的一群物件，為了合力完成某一個目的，呼叫操作之互動情況。

![image sequence diagram][reference link]

# 使用案例圖

使用案例圖 (use case diagram) 是最與眾不同的 UML 圖。

主要功能:

獨特之處在於它適合用來表達系統的「外部」行為，其餘的 UML 圖都適用於呈現系統內部結構或行為。其餘的 UML 圖都是用於呈現系統的「內部」結構或行為。

橢圓形的使用案例圖示位於系統內部，代表系統將提供且支援這些使用案例，而參與者位於系統外部，代表使用案例的啟動者或支援者。

![image use case diagram][reference link]

# 狀態圖

狀態圖 (state machine diagram)

主要功能:

狀態圖可以讓我們聚焦在單一種類的物件本身，表達物件一生中可以出現的狀態 (state) 變化。

相較之下，狀態圖的觀點與循序圖的觀點全然不同，循序圖表達某一種物件與其他種物件之間的互動情況。
簡而言之，循序圖用以表達物件外部互動行為，而狀態圖表達物件內部的狀態變化。

![image use case diagram][reference link]

# 活動圖

活動圖 (activity diagram)

主要功能:

活動圖非常適合用來表達一連串的行動。

活動圖相當容易理解與使用，它跟我們隨手繪製的流程圖沒什麼不同，唯一需要講究的只有它特定的圖示。

在企業組織領域裡，我們經常用它來表達工作流程、企業流程或聯合服務等的活動流程。
至於資訊系統的應用上，遇到較為複雜的系統流程、整合流程及操作時，我們也會配合使用活動圖協助思考及設計。
其他時候，為了節省開發成本與縮短開發時程，可能僅採用循序圖來表達系統內部物件的互動情況。

![image use case diagram][reference link]

# UML 工具

StarUML
IBM RSA
Case Complete