【動手學UML第 4 回】上手UML活動圖的初級概念（二）

在UML中，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」（Business Process）或「工作流程」（Workflow）等等的活動流程觀點。

若以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。

上一回介紹了部分初級概念，包括動作（Action）、控制節點（Control Node）、以及一般的物件節點（Object Node）。這次要進一步介紹其他物件節點，如輸入栓（Input Pin）、輸出栓（Output Pin）和活動參數節點（Activity Parameter Node），這些都是一種物件節點，如圖1所示。

圖1 物件節點、栓和活動參數節點

輸入栓和輸出栓
同時，我們先來看圖2，在UML母模中，也可以看到物件節點底下分為：栓（Pin）和活動參數節點。而且，栓往下又細分成輸入栓和輸出栓。UML模式可以協助我們組織這些瑣碎的UML元素。此處，我們會先談到輸入栓和輸出栓的概念，稍後再談到活動參數節點。

圖2 輸入栓與輸出栓[UML母模]

既然，栓是物件節點的一種，也就是說，栓也是一種代表物件或資料的元素，很容易理解。至於，輸入栓和輸出栓，也使用一般的輸入和輸出概念來理解就可以了，概念上並沒有特別之處。所以說，輸入栓是指做為輸入用途的物件節點，而輸出栓則是指做為輸出用途的物件節點。

圖3 禁止直接增加輸入栓或輸出栓

如果只是這樣的話，你很可能會跟我一樣疑惑，到底一般的物件節點和輸入栓、輸出栓，有什麼差別呢？你可以跟我一塊做個嘗試，打開VS2010中的活動圖，直接加入一個物件節點，這個動作應該沒問題。接著，請你再點選輸入栓或者輸出栓，任一個就可以了，然後新增到活動圖的空白處，會出現如圖3的禁止標記吧！

VS2010不會隨意禁止我們新增UML元素，但是VS2010會在遵守UML語法的情況下，有智慧的幫助我們預設元素，像是幫我們選擇控制流程或物件流程；還有在違反UML語法時，VS2010也會出現禁止的標記，限制我們。所以，剛才的嘗試意味著，直接加入物件節點是沒問題的，但是直接加入輸入栓或者輸出栓，卻是違反UML語法，而且會被VS2010直接禁止。

這樣實際動手嘗試一下，可見物件節點和栓確實有些小地方是不同的。我們回過頭來看輸入栓和輸出栓的定義，如下：

˙輸入栓（Input Pin）：「動作」（Action）所消耗的數值（values），可以放置在輸入栓中。簡言之，輸入栓持有（hold）需要輸入給動作的數值。

˙輸出栓（Output Pin）：「動作」（Action）所產出的數值（values），可以放置在輸出栓中。簡言之，輸出栓持有動作輸出的數值。

因此，我們可以得知：栓，無論是輸入栓或是輸出栓，都跟動作有關。所以，VS2010才會禁止我們在未選定任何動作的情況下，新增一個輸入拴或者是輸出栓。

圖4 禁止直接增加輸入栓或輸出栓

現在，我們再來嘗試一次，先在活動圖的空白處放置一個動作，隨後再點選工具箱裡的輸入栓或輸出栓，滑鼠游標移到動作圖示處，就會出現可以新增輸入栓或輸出栓的標誌，如圖4所示。而且，只要你的滑鼠游標移到動作圖示外頭，VS2010就會馬上出現禁止標記。

除了輸入栓和輸出栓的定義外，我們還可以從UML母模中，看到它們跟動作之間的關係，如圖5所示。同時，我們還可以順便看到前面提到動作性質表中的正文和語言，在UML母模中當然也是有一模一樣的概念的。

圖5 動作與栓

然後，我們再來細看輸入栓和輸出栓的性質表，如圖6，除了「型別」（Type）屬於初級概念外，其餘四項特性都屬於中級概念，所以我們一樣留待中級概念時，才回過頭來談這四項概念。最後，還有一項高級概念「控制」（Is Control），通常用在即時系統（Real-Time System）的設計上，在一般的商用系統幾乎是用不到，所以我們也就不打算談了。

圖6 輸入栓和輸出栓的性質表

至於，型別的概念，我們在前面的物件節點曾經提過，因為輸入栓和輸出栓也是一種物件節點，所以它們跟物件節點相同，可以指定物件所屬的類別，當然也可以不指定。

圖7 栓可以指定型別或不指定

一旦，我們為拴指定型別之後，栓的表示法如同物件節點的表示法，先秀出栓的名稱，然後先接冒號，才秀出型別名稱，如圖7所示。

相較之下，輸入栓和輸出栓跟動作有密切關係，可是物件節點則不一定要跟動作有關係。雖然，前面我們談到的物件節點概念或舉例，都跟動作有關，不過那其實只是因為到目前為止，我們並沒有學到更多的活動節點，所呈現出來的現象。活動參數節點
前面，我們學到了一般的物件節點和輸入拴、輸出栓的概念，此處要來談另一種稱為「活動參數節點」（Activity Parameter Node）的物件節點。溫故而知新，所以先來比較三者的不同，如下：
˙物件節點：概念最簡單、限制最少，就是代表一般的物件或是資料。

˙栓：一種特殊的物件節點，用來提供動作所需、或者動作所產的物件或資料。

˙活動參數節點：另一種特殊的物件節點，跟栓的概念雷同，只不過栓配合動作，而活動參數節點則是配合活動。簡言之，輸入活動的物件或資料，或者活動輸出的物件或資料，就是活動參數節點。

圖8 活動參數節點

現在，你可以跟我一塊嘗試著在動作圖示內部放置活動參數節點，你會看到VS2010禁止我們做這個動作，但是，如果你在活動圖面的空白處新增活動參數節點的話，就可以成功的新增一個活動參數節點。原因正是因為活動參數節點是搭配活動使用，而不是搭配動作使用，如圖8所示。

乍看之下，有個問題，因為物件節點和活動參數節點圖示一樣，怎麼會知道哪個矩形是一般的物件節點，哪個矩形是需要搭配活動的參數節點？回答這個問題之前，我們要先來釐清活動（Activity）、動作和活動圖三者的關係，如下：

˙活動與動作共用相同的圖示，就是我們前面看到的圓角矩形圖示。

˙一個活動內部可以包含多個動作。但是，一個動作內部不能包含其他更小的動作，因為動作已經是不可往下分解的單一步驟了，前面我們談過這個重要特性。

˙一張活動圖中，可以放置活動，也可以放置動作。如果，活動圖中放置了活動的圓角矩形的話，那麼在活動圖示內部還可以繼續放置更小的動作。

請你看到UML的母模中，明確指出活動可以包含多個動作，但是動作無法包含其他的動作。簡言之，活動是由多個細小的動作，所組成的，如圖9所示。

圖9 一個活動內部包含多個細小的動作[UML母模]

不過，在VS2010的活動圖工具箱中，我們沒找到「活動」的選項可用，因此無法在活動圖中同時繪製活動和動作。

圖10 活動圖工具箱[Visual Paradigm]

為了讓你容易理解活動和動作的不同，我特別安裝了另一套UML工具Visual Paradigm for UML Community Edition，你可以看到圖10的活動圖工具箱中，同時列出活動和動作。因此，我們可以在同一張活動圖中，同時繪製出活動和動作，如圖11所示。
 

圖11 活動與動作[Visual Paradigm]

現在，我們可以回答，如何辨識出一般的物件節點與活動參數節點？在UML正確的表示法中，活動參數節點應該跨在活動圖示的邊框上，如圖12所示。

圖12 活動參數節點放置在活動圖示的邊框上[Visual Paradigm]

最後，我們來看活動參數節點的性質表，如圖13所示。其中有三項中級概念，我們留到下一回中級概念介紹時來談。至於，型別的部分，概念和使用方式如同前述的物件節點，我就不再多說了。

圖13 活動參數節點的性質表

比較特別的是「參數」（Parameter）特性，這是個高級概念，雖然VS2010有出現這個欄位，可是卻不允許我更改。我打開了Visual Paradigm for UML Community Edition，試著找到了圖14的參數規格視窗，確定可以設定參數。

圖14 參數規格[Visual Paradigm]

所以，參數不能更改的問題，不確定是VS2010的問題，還是因為無法直接更改。不過，這個概念我們就不打算談了，一方面因為它是高級概念，鮮少用；另一方面也因為無法更改這個欄位，無法用。判斷節點與合併節點
回顧一下，我們前面談過了三種活動節點，分別為：動作、控制節點和物件節點。物件節點底下可以細分成栓和活動參數節點；栓底下又可以細分成輸入栓和輸出栓。

還有，我們談到兩種控制節點：起點和活動終點。看看你能不能試著繪製出如圖15的UML母模，這會有助於你整理這些瑣碎的知識喔！

圖15 活動節點[UML母模]

活動圖的組成元素中，除了一堆的動作、物件節點，還有另一群用來協調流程的控制節點。前面介紹中，我們認識了起點和活動終點，在活動圖工具箱中還有另外兩個控制節點，分別為：判斷節點（Decision Node）和合併節點（Merge Node），如圖16所示。

圖16 判斷節點與合併節點

所以呢，你一定可以猜想的到，UML模式中的控制節點底下，可以再多增加兩種控制節點，形成如圖17的樣子。

圖17 控制節點[UML母模]

先說判斷節點，它的概念很簡單，是個很實用的控制節點。判斷節點是個大的空心菱形，一條進入動線、多條離開動線，但是它會從多條離開動線中，即時判斷當下流程應該走哪一條離開動線。

推想一下，判斷節點怎麼知道該走哪一條離開動線呢？想到了嗎？利用警戒條件，我們可以在離開動線上頭設置警戒條件，只有通過警戒條件的離開動線可以通行。

來看報名課程的活動圖，我們可以加入一個判斷節點，用來判斷使用者填寫的報名資料是否齊全，如圖18所示。使用者填寫完並送出報名資料給系統後，系統會立即檢查報名資料是否齊全，倘若報名資料不齊全，就讓流程回到報名課程動作，讓使用者把不齊全的資料補齊。

圖18 判斷節點與警戒條件

對了，如果判斷節點要搭配物件節點來使用，可以嗎？當然可以了。報名課程動作結束產出一個報名表物件，我們把報名表物件節點連到判斷節點，檢查報名表內的資料是否填寫齊全，如圖19所示。

圖19 判斷節點與物件節點

最後，回到VS2010的活動圖，打開判斷節點的性質表，如圖20所示，看看有沒有什麼特別的性質可以學習的。看起來除了判斷節點的名稱外，VS2010並沒有支援其他特別的性質。

圖20 判斷節點的性質表

在UML的活動圖中，判斷節點和合併節點共用空心大菱形的圖示，只不過前者是一條進入動線、多條離開動線，後者則是多條進入動線、一條離開動線。

顧名思義，合併節點用來合併多條分流，它就像上高速公路的閘道，多條馬路都接到同一個閘道，以便進入高速公路。

在這個日常生活的類比範例中，閘道就是合併節點，而多條馬路就是多條進入動線，至於高速公路則代表唯一一條離開動線。

請看到圖21的範例，使用者可能從列出的當期課程中，直接就報名了，也可能挑出其中一門課來查看課程細節之後，才會決定要報名課程。

圖21 合併節點

因此，我們可以讓列出當期課程和查看課程細節這兩個動作，連到同一個合併節點，然後再接到報名當期課程。

最後，我們仍是打開VS2010的合併節點性質表來查看一下，如圖22所示，就跟前頭的判斷節點一樣，VS2010並沒有支援更多特殊的性質。

圖22 合併節點的性質表

然後，再把活動圖工具箱調出來查看一下，如圖23所示，我們確實把VS2010活動圖中所支援的初級概念都談過了。

圖23 活動圖的初級概念與中級概念

當然，UML活動圖的初級概念遠比VS2010支援的更多，不過本系列以VS2010的支援範圍來談UML，所以VS2010未支援的UML概念，除非必要，否則就省略不談。UML的連接器
其實，UML的活動圖中，也有一個「Connector」的概念，我把它中譯為「連接器」，跟前面提到的VS2010活動圖工具箱中的「連接線」（Connector），截然不同。簡單說明如下：

˙VS2010的「連接線」（Connector）：兩個節點之間的連接線。VS2010會智慧判斷兩節點之間應該選用何種連接線，幫我們預先產生。

˙UML活動圖的「連接器」（Connector）：兩兩成對使用，可以用來截斷並連接活動圖面上過長的動線。

圖24 連接器[astah*]

不過，我發現少數的UML工具才有支援連接器，所以我特別安裝了另一套原名為JUDE的UML工具，現在改名為astah* community，它有支援連接器的圖示，如圖24所示。

連接器採用圓形圖示，它們會兩兩成對出現，通常名稱不重要，用個A、B、C、D之類的簡單可以辨識的符號或字母就可以了。動線進入其中一個連接器，然後動線再從另一個同名的連接器射出。

回過頭來看圖24，其實，上下兩個圖所代表的意義是相同的，只不過上圖利用成對的同名連接器，把截斷的動線接起來了。連接器本身並沒有攜帶特殊的語義，僅僅只是用在活動圖面上，用來降低活動圖面的複雜度。
至此，大致已介紹完VS2010所支援的UML初級概念，下一回開始進入中級概念，我們除了會介紹新的控制節點，也會回頭來談前面保留下來，未談完的特殊性質。介紹完中級概念，也就差不多介紹完VS2010所支援的活動圖功能，可以進入下一款用例圖了。