【用VS2010動手學UML第 3 回】快速上手UML活動圖的初級概念（一）

活動圖（Activity Diagram）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。

所以，讓我們從活動圖開始學習UML，也讓我們從活動圖開始著手分析設計。但是，為什麼是從活動圖開始呢？在後續內容中，我會詳加說明我的看法。

優點：較少的物件導向特徵
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。

優點：易於跟客戶溝通流程
活動圖、用例圖和循序圖是VS2010/UML圖中，具備較多流程觀點的圖款。不過，雖說它們具備流程觀點，但在實際上，這三款圖卻是以不同的角度來展現流程。

其中，以活動圖所採用的依序步驟，最能夠讓分析師用來與客戶溝通流程。至於，用例圖將流程封裝成一個個近似獨立的單元；還有循序圖則以一群物件互傳訊息的方式，來展現系統內部一群物件協力實現流程的運作過程。

優點：找尋用例並且串接用例
活動圖除了可以協助分析師釐清並具體展現企業流程外，還可以用來協助找尋用例、挖掘可能遺漏了的用例，以及用來展現用例的串接情況。

剛才我們提到了，「用例」（Use Case）將流程封裝成一個個近似獨立的單元，倘若分析師讓活動圖中的「動作」（Action），盡可能是一對一對應用例的形式，就可以透過活動圖來展現用例的串接情況了。簡單來說，動作是一個不可切割的流程片段，活動圖中包含了一組動作，透過流程動線（flow edge）來連接動作。在稍後的內容中，我們很快就會學到動作的概念了。

因此，在分析設計工作中，分析師一開始可以透過活動圖展現企業流程，並且在稍後的分析工作中，還可以善用活動圖來尋找用例，並且繪製用例圖。

更有價值的，分析師可以透過活動圖來檢驗並挖掘遺漏的用例。許多專案失敗的重要原因之一，來自於「需求暴增」。為什麼需求會暴增？追根究柢，很可能是分析師一開始便遺漏了需求，以致於客戶會在專案中後期緊急追加需求。所以，分析師可以善用活動圖來挖掘出遺漏的用例，進行更切合實際的成本估算，為客戶和公司帶來雙贏的成果。

VS2010中的活動圖
以UML官方認證的角度來看，VS2010對活動圖的支援，包含了大部分的初級概念，以及少數的中級概念，如圖1所示。

圖1 活動圖的工具箱

活動圖工具箱中的「註解」（Comment）和「連接線」（Connector），我要特別說明一下。先說註解，在所有的UML圖款中，都可以使用像便利貼圖示的註解，在其內放置備註文字。

比較特別的是此處的連接線，在VS2010中利用連接線來代替活動節點（Activity Node）之間的活動動線（Activity Edge），常見如動作之間的控制流程（Control Flow），或者動作與物件節點（Object Node）之間的物件流程（Object Flow）。動作、物件節點，都是活動節點，而之間的控制流程和物件流程即為活動動線。VS2010會視活動節點的不同，自動判斷活動節點之間該產生控制流程或者物件流程。

再者，如果我們把連接線使用在註解和元素之間的話，VS2010也會智慧地幫我們產生虛線，如圖2所示。不過，老實說，這條虛線有點問題，它多了一個實心小圓。請看到圖3，這是開源軟體StarUML中的圖示，正確的註解連接線應該是沒有實心小圓的虛線。

在後續文章中，我會分別說明活動圖中的初級概念和中級概念，現在，先從初級概念開始。動作、起訖和動線
首先，我們要來談活動圖中最最基本的概念：動作（Action）、起點（Initial Node）、活動終點（Activity Final Node）以及活動動線（Activity Edge），如圖4所示。

圖4 動作、起訖和動線

UML模式元素繁多，透過UML的「母模」（metamodel）來學習這些模式元素，有助於我們將這些模式元素分門別類，形成一個有組織的知識架構。請你先看到圖5，這是UML母模的一個小片段，UML使用自己的類別圖（Class Diagram）來呈現母模。

此處，我們先不解釋UML母模的細部概念，先來理解圖5就好了。我來解釋圖5給你聽，這張圖表達了活動節點（Activity Node）分為兩類，其中一種是動作（Action），另一種則是控制節點（Control Node）。而且，控制節點往下又細分成兩小類：其中一種控制節點為起點（Initial Node），另一種控制節點為活動終點（Activity Final Node）。

先提醒你，活動節點底下有很多種元素，圖5中的動作和控制節點只是其中兩種，後續我們有機會認識其他的模式元素時，可能會看到更多種類的活動節點。同樣的，控制節點的情況也一樣，有很多種控制節點，此處先看到其中兩個。

圖5 動作、起點與活動終點[UML母模]

接著，請你再看到圖6，我把模式元素的專有圖示秀出來，方便你一邊認識模式元素的組織結構，一邊記憶相關的圖示；畢竟UML是一種圖形語言，圖示便是它的關鍵字。

圖6 母模與圖示

圖7 報名課程的活動圖

好了，現在我們再回過頭來看一張最簡單的活動圖，如圖7所示。整張活動圖的活動流程從起點開始，中間會經過數個動作，最後控制流程會進入活動終點，然後整張活動圖就結束了。圖7具體呈現了一條簡單的報名課程流程，主要會經過三個動作，分別為：查看課程、報名課程、通知付訂，然後整條活動流程就結束了。

我們可以這麼說，一張活動圖主要表達一個活動，而這個活動呈現了一項行為（behavior）。行為可以被拆解成數個細小的步驟，或者說，數個細小的步驟組成一項行為。

因此，活動圖中包含了數個細小的動作，每一個動作即為一個不可以再往下細分的單一步驟。

此處，我們用一、兩句簡單明確的句子，來定義動作、起點和活動終點，如下：

˙動作（Action）：動作是活動（Activity）中的一個步驟（single step），而且它具有不可分解的特性。

˙起點（Initial Node）：當一條活動被啟動時，流程即從起點開始往下執行。

˙活動終點（Activity Final Node）：任一條動線進入活動終點時，整張活動圖即告終止，即便有還未跑完的流程分支，也會全部終止。

圖8 動作的行為特性

最後，請你打開動作的性質表（Properties），我們來談動作的行為特性，如圖8所示。這四個行為特性，恰好可以分為兩組。

先來說明「正文」（Body）和「語言」（Language）。我們可以在動作的正文處，記錄這個動作的內容，並且透過此處設定的語言來解讀正文內容，所以這兩個特性其實是相關的。

比方說，我們可以在某一個動作的正文處，放置一小段C#的程式碼，然後在語言處就標示為C#，用以告知觀看者必須使用C#語言來解讀動作正文。當然，更常見的是使用一般的自然語言，像是中文或英文等等的自然語言，來撰寫動作正文。

再來，看到圖9母模中的「區域後置條件」（Local Postconditions）與和「區域前置條件」（Local Precondition），這兩者都是一種限制（Constraint）。一個動作可以包含多個限制，也就是說，一個動作執行前必須滿足前置條件，而該動作執行結束，也必須滿足後置條件。

圖9 區域的後置條件或前置條件[UML母模]

圖10 放在註解中
不過，動作的前置條件或後置條件放在動作的特性表中，無法突顯重要的限制條件。倘若，你想要突顯重要的限制條件的話，可以善用註解圖示，將限制條件放置在標示<>或<>字眼的註解圖示內，如圖10所示。

前面我們提醒過了，VS2010的註解連線圖示有誤，端點處不應該出現實心小圓的，這邊我們再度提醒你，請你特別注意正確的UML圖示。控制流程
前面，我們還留了一個「控制流程」（Control Flow）沒談，現在我們回過頭來看這個元素。首先，請你看到圖11的母模，活動動線（Activity Edge）有兩種，其中一種是控制流程，另一種是物件流程（Object Flow）。然後，活動動線的兩端會連接活動節點。

圖11 活動節點與活動動線[UML母模]

圖12 連接線（Connector）

稍前，我們也提醒過，VS2010的活動圖工具箱中提供了一個多用途的連接線，如圖12所示。點選了連接線之後，再點選來源動作的圖示，拖曳至目標動作，就會產生一條帶箭頭的實線，這條就是控制流程，如圖13所示。

圖13 控制流程

透過控制流程，可以指出來源動作執行結束之後，接著應該執行哪一個目標動作。我們先點選圖13中的連接線，打開連接線的性質表確認一下，如圖14所示。打開連接線的性質表之後，我們可以發現這個元素是控制流程，它連接兩個動作，其中的來源動作是「查看課程」，而另一個目標動作是「報名課程」。

此外，特別注意到，在圖14控制流程的性質表中，有一個「警戒條件」（Guard）的行為特性。我們可以在控制流程上頭設置警戒條件，一旦警戒條件成真（true）時，才能夠從來源動作轉換到下一個目標動作。想像一下，警戒條件就像路上的檢查哨，通過檢查哨才能夠進到下一個動作。
圖14 控制流程的性質表

圖15 警戒條件

請看圖15的範例，我們在報名課程與通知付訂之間的控制流程上，設置了一個「收到報名成功電郵」的警戒條件，如果沒有報名成功的話，就無法執行通知付訂的動作。

警戒條件的文字會放置在中括號內，這是UML的語法規定，你在編寫警戒條件時，不需要額外加中括號，任何遵守UML語法的工具都會自動加上中括號，我們可以打開控制流程的性質表確認一下，如圖16所示。

圖16 不需要加中括號

圖17 只能有一個警戒條件[UML母模]

對了，一條活動動線上頭，最多只能設置一個警戒條件。我們可以看到圖17的UML母模中，指出只能設置一個警戒條件。物件流程與物件節點

你可能會疑問，為什麼VS2010可以這麼有智慧的知道，兩個動作之間的連接線應該採用控制流程，而不是其他諸如物件流程（Object Flow）呢？簡單回答，那是因為UML語法中有規定，進入物件節點（Object Node）或者離開物件節點的活動動線，必須是可以傳遞物件或資料的物件流程。

也就是說，前面我們提到的控制流程是無法傳遞物件或資料的。如果某一個來源動作執行結束之後，會產出某些物件或資料傳遞給下一個目標動作時，就必須改用物件流程來傳遞產出的物件或資料了。請你找到活動圖工具箱中的矩形圖示，那個就是物件節點的圖示，如圖18所示。

圖18 物件節點與動線

假設，報名課程動作執行完後，會產出一份填寫完整的「報名表」資料給下一個目標動作的話，那我們就可以放置一個物件節點，並且建立報名課程動作與報名表物件節點之間的物件流程，如圖19所示。

圖19 報名表

你可以練習畫出圖圖19的活動圖，然後一一點選活動動線，你就會發現除了連接報名表的兩條動線是物件流程，其他動線都是控制流程。請看到圖20的性質表，這是報名課程和報名表之間的物件流程的性質表，我們可以看到在物件流程上頭，一樣可以設置警戒條件。

圖20 物件流程的性質表

其餘四個特性都屬於高級概念，通常用在即時系統（Real-Time System）的設計上，商用系統幾乎用不到，所以除了少用，同時也比較難懂，無怪乎UML官方把它們歸到高級概念。正因如此，所以我們也就不打算談這四項高級概念了。

細心的你可能有發現到，圖20中的報名表是一種活動節點。沒錯，物件節點也是活動節點的一種，前面我們提到了兩種活動節點，分別為：動作和控制節點，這邊又多了認識了一種活動節點，如圖21所示。

圖21 物件節點也是活動節點的一種

至於，用來表達物件或資料的物件節點，除了「型別」（Type）的特性屬於初級概念外，其餘三項概念都屬於中級概念，我們一樣留到中級概念介紹時才來說明，如圖22所示。

圖22 物件節點的性質表

物件節點可能代表某一個類別（Class）所誕生的物件，也可能代表一項資料；因此，我們可以指定物件節點的型別為某一個類別，讓活動圖中的物件節點與類別圖中的類別連結起來。

圖23 註冊（Registration）

比方說，我們可以先產生一個名為「註冊」（Registration）的類別，如圖23所示。接著，打開報名表物件節點的性質表，將其中的型別設定成此處的註冊類別。

設定了物件節點的型別之後，回過頭來看活動圖，你會發現活動圖中的物件節點已經出現了所屬的類別名稱了，如圖24所示。特別注意到，「物件：類別」這樣的表示格式是UML的規定，物件名稱寫在前面，中間以冒號隔開類別名稱。

圖24 報名表：Registration

圖25 指定或不指定型別[UML母模]

既然要學UML，那我們就認真並深入的學個整套吧！所以，最後我們還是要來看一下UML母模，看它是怎麼描述物件節點和型別之間的關係的，如圖25所示。物件節點可以指定最多一個型別，或者根本就不指定型別，也可以。

除了前面看到的物件節點，還有輸入栓（Input Pin）、輸出栓（Output Pin）和活動參數節點（Activity Parameter Node），其實都是物件節點的一種，如圖26所示。不過這三種物件節點，就是下一回要介紹的內容了。

圖26 物件節點、栓和活動參數節點
 

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