【用VS2010動手學UML第 2 回】微軟VS2010能支援6款UML圖

最新的UML2中包含了十四款圖，你可以看到圖1中UML規格書對所有圖款的分類。

圖1 十四款UML圖

圖2 VS2010支援的UML圖款

接著，我們可以從圖2中看到，VS2010表面上支援了五款圖，分別為：類別圖（Class Diagram）、循序圖（Sequence Diagram）、用例圖（Use Case Diagram）、活動圖（Activity Diagram）、元件圖（Component Diagram）。但是，類別圖中可以放置套件圖（Package Diagram）相關的元素，所以VS2010實際上可以讓開發人員繪製六款圖的。
另外，還有幾款圖共用的情況，我也做了確認。總而言之，VS2010對這十四款UML圖的支援情況，歸納如下。

類別圖（Class Diagram）
類別圖，VS2010有支援。

類別圖在表達系統內部的靜態結構，可以用來將程式碼分門別類，對開發人員而言，是非常重要的UML圖。如果要執行自動產碼，或者反向工程、依碼產圖，類別圖通常都是首選。

用例圖（Use Case Diagram）
用例圖，VS2010有支援。

用例圖在表達系統對外提供的服務或功能，是開發人員可以用來跟使用者溝通的主要圖款之一。

循序圖（Sequence Diagram）
循序圖，VS2010有支援。

循序圖用來表達系統內部一群物件之間互傳訊息的狀況，搭配用例來使用的話，可以針對每一個用例，設計系統內部一群物件實現用例的運作情況。

對於程序員的編碼作業，類別圖和循序圖是最值得參考的兩款圖。UML工具的自動產碼功能中，最常見參考類別圖產碼，參考循序圖產碼通常是較為高階的功能，雖然依據循序圖產碼一點都不難。

活動圖（Activity Diagram）
活動圖，VS2010有支援。

活動圖就是一般常用的工作流程圖，非常容易上手。我個人認為，活動圖和用例圖是UML圖款中，最適合拿來跟使用者溝通的兩款圖，其餘圖款使用者理所當然是看不懂得啦！

元件圖（Component Diagram）
元件圖，VS2010有支援。

顧名思義，元件圖在表達系統的組成元件（component）、元件所提供的介面（interface）或者是所需要的介面、以及元件之間的依賴關係。元件是指一個具體的模組單元（modular unit），但是必須具備定義明確的介面（well-defined interface），並且能夠易於抽換（replaceable）。

如果把UML圖依照需求、分析設計、實作、部署來區分的話，用例圖和活動圖偏向需求圖款，元件圖則偏向實作圖款，等會談到的「部署圖」偏向部署圖款，而其餘的UML圖款則大多可以歸類在分析設計圖款中。

部署圖（Deployment Diagram）
部署圖，VS2010未支援。

元件圖和部署圖都是用來表達實體元素的圖款，前者表達實體的軟體程式，後者表達實體的硬體設備。在實務上，部署圖最常用來表達系統的硬體設備以及架構。

其實，對於軟體開發人員而言，部署圖已經比較偏向工程人員所需的圖了，距離軟體有點遠了。所以，老實說，VS2010沒有支援部署圖，我個人是覺得還可以接受啦。

物件圖（Object Diagram）
物件圖，VS2010未支援。

物件圖用來呈現系統在某一時刻下的快照（snapshot），快照內容主要包含一群物件（object），以及這些物件之間的連結（link）。由於，物件圖只能表達系統在特定時刻下的物件關係，所以並不實用，沒太大價值，實務上也鮮少使用物件圖。因此，我個人是認為VS2010沒有支援物件圖，其實也無妨啦！

此外，有些UML工具中，套件圖、物件圖和類別圖三款圖，會共用類別圖的工具箱（toolbox），所以仔細看工具箱中的元素，可以發現其他圖款的元素。

圖3 類別圖的工具箱

不過，我仔細看了VS2010的類別圖工具箱中，有套件圖的元素，但是沒有物件圖的元素，如圖3所示。所以，確定是無法用VS2010來繪製物件圖了。

通訊圖（Communication Diagram）
通訊圖，VS2010未支援。

通訊圖跟循序圖的功用相似，都是用來表達一群物件互傳訊息的互動情況。只是，通訊圖採用網狀圖形，強調物件之間的連結。而循序圖採用柵欄狀圖形，強調依序發送訊息。

兩款圖所包含的資訊相似，所以很多UML工具有提供兩款圖互轉的功能。因此，雖然VS2010沒有支援通訊圖，其實也沒什麼關係，有循序圖就可以了。況且，在實務使用上，循序圖遠比通訊圖普及、好用。

狀態圖（State Machine Diagram）
狀態圖，VS2010未支援。

狀態圖用來表達某一種物件，在其生命周期中，因為事件（event）刺激導致狀態（state）的變化。開發人員常用狀態圖來設計某一種物件的行為。

如果開發一般的商用系統的話，其實很少使用到狀態圖。但是，要開發即時系統（Real-Time System）的話，狀態圖就很重要了。有些UML工具甚至可以參考狀態圖，自動產出程式碼，不過這類的UML工具通常偏向支援即時系統的開發，而不是商用系統。

總之，類別圖、用例圖、循序圖、活動圖、元件圖、部署圖、物件圖、通訊圖、狀態圖，這九款UML圖，在UML1版就已經提出了。UML後續的改版中，大概就是狀態圖的名稱變了一、兩次，還有原先的「合作圖」（Collaboration Diagram）後來更名為現在的「通訊圖」。再來，就是針對這幾款圖的元素，做一些增修。其中的循序圖和活動圖，它們包含的元素，增修幅度最大。

圖4 循序圖的工具箱

雖然，表面看起來VS2010支援的UML圖款屬於UML1。不過，也不能因此而斷定VS2010只支援到UML1，因為有些UML2才提出的元素，在VS2010中也是有支援。比方說，循序圖中「引用片段」（InteractionUse）的概念，就屬於UML2的新元素，但是VS2010是有支援的，如圖4所示。

至於，接著要談的套件圖（Package Diagram）、組合結構圖（Composite Structure Diagram）、互動概觀圖（Interaction Overview Diagram）、時序圖（Timing Diagram）和造型圖（Profile Diagram），這五款UML圖則是在UML2才提出來的。特別是最後一款「造型圖」，其中的元素雖然在UML2就已經提出來了，可是一直到最近的UML2.2新版中，才正式把造型圖列入UML圖款之一。套件圖（Package Diagram）
套件圖，VS2010有支援。

UML一直都有「套件」（package）的概念和相關元素，只是沒有特別提出一款套件圖，直到UML2才正式提出套件圖。

套件是一種很常見的群集機制（grouping mechanism），用來將相關的元素群集起來。常見開發人員用套件來表達「次系統」（subsystem），並且使用套件圖來表達次系統之間的依賴關係。

如前述，VS2010雖未列出，但是其實是有支援的，它的相關元素放置在類別圖的工具箱中。

組合結構圖（Composite Structure Diagram）
組合結構圖，VS2010未支援。

我個人認為，除了套件圖外，組合結構圖算是UML2中比較實用的圖款，但是它的實用性，並不是在一般的商用系統中，而是偏向即時系統或嵌入式系統。

先來回顧一下類別圖和物件圖。類別圖用來表達系統內部的靜態結構，而且它表達的不是系統某一個時刻的靜態結構喔，它表達的是系統在任何時刻下都必須遵守的靜態結構。那麼物件圖呢，物件圖則是用來表達某一個時刻下，系統內部一群物件結構。

回過頭來看組合結構圖，它用來表達某一物件的內部結構，其內部由一群小物件所以組成。這款圖有兩個特色，其一、它鎖定的範圍是物件內部，而不是一般商用系統的系統內部；其二、它強調物件內部的組成物件，一般在商用系統中，物件通常是平等的，組合的結構比較少些。

也因為組合結構圖的實用價值，不在一般的商用系統上頭，所以，我個人認為VS2010把它剔掉，其實也無妨。

互動概觀圖（Interaction Overview Diagram）
互動概觀圖，VS2010未支援。

互動概觀圖是活動圖和循序圖的混合版，主要結構像活動圖，表達流程，但是參與流程的節點，不是一般的動作（action），取而代之的是「互動」（interaction）片段。一個互動片段的內容，正是循序圖的一小段互動片段。

對於複雜的物件互動，互動概觀圖可以用來呈現互動片段之間的控制流程，其實是可以補足循序圖不易表達控制流程的缺點。不過，換個角度來看，倘若循序圖複雜到需要搭配互動概觀圖的話，這張循序圖可能就需要拆解成兩張圖，或者重構已降低複雜度了。

再說，以控制流程為主要結構，拆解的互動片段為節點的話，另一個問題是，程序員可能無法直接按圖施工，因而降低了這款圖的實用效益。

時序圖（Timing Diagram）
時序圖，VS2010未支援。

前面提到過狀態圖，用來表達物件因為事件的刺激，而轉換狀態，所以著重在事件與狀態的關係。而時序圖也是在表達狀態變化，但是它著重在狀態與時間的關係，用來表達物件在某一狀態停留了多久的時間後，將轉換到下一個狀態，時序圖很像心電圖，透過高高低低的曲線來強調時間。

同樣的，在商用系統上，並不是這麼重視時間的上上下下，所以時序圖如果用在商用系統上頭，無法帶來太大的效益。但是，如果把時序圖放到即時系統或嵌入式系統上頭，應該會令人眼睛一亮。

回顧一下，狀態圖、組合結構圖、時序圖都較為偏向用在即時系統或嵌入式系統上頭。還有，UML2中的活動圖，其實有許多新添的概念，也都是用在即時系統或嵌入式系統上頭，而不是用在商用系統上頭。

我在猜想，或許這類系統的開發人員也會認為通訊圖和互動概觀圖，很有價值，這也說不一定。UML這樣發展，也不令人驚訝，本來UML就想跨領域通吃，所以加入一些關於即時系統或嵌入式系統的模式元素，也不為過啦！

造型圖（Profile Diagram）
造型圖，VS2010未支援。

造型圖，跟前面提到的十三款圖，截然不同，而且它也是UML2.2最新提出的圖款。造型圖主要用來擴充UML，讓UML可以成為另一套以UML為基底的方言，像是擴充UML 成為表達晶片設計的模式語言。

想當然爾，一般的開發人員不會用到造型圖，就連UML官方認定上，造型圖的相關概念都歸屬於中級認證範圍。所以，老話一句，我個人認為VS2010沒有支援造型圖，也OK啦！

總之，歸納起來，雖然VS2010支援的圖款多屬於UML1，但是各圖款內部的元素，有些是在UML2才提出的新元素。所以，如果要說VS2010支援到UML2，也是勉強可以接受的啦！

再者，雖說VS2010只支援類別圖、用例圖、循序圖、活動圖、元件圖，外加一個隱藏版的套件圖，不過這幾款圖各個都是強棒。而且，除了元件圖外，其餘五款圖也都是UML官方認定的初級認證範圍，也就是說，VS2010挑中的這六款UML圖，不僅兼具實用價值，同時也具備初學特性。

在這六款圖中，我們將從活動圖開始學習UML，也將從活動圖開始著手分析設計。活動圖是一個非常實用的圖款，適合用來具體呈現「企業流程」（Buisness Process）或「工作流程」（Workflow）等等的活動流程觀點。

雖然，以物件導向的實作技術而言，程序員無法「按圖施工」，直接將活動圖的設計內容對應成程式碼。但是，以分析師的角度來看，活動圖光是用來協助釐清並具體呈現繁雜的企業流程，其實就已經值回票價了。

活動圖涵蓋較少的物件導向思維和特徵，倘若以初級和中級概念來看，分析師根本不需要具備物件導向思維，就可以繪製出活動圖了。

我個人認為，這是活動圖容易學習和上手的最主要原因之一，所以，下一期我將從活動圖開始，帶你用VS2010進入UML的世界。