掌握UML序列圖：全面指南

UML序列圖是關鍵的互動圖，詳細描述系統內操作的執行方式。透過捕捉協作情境中物件之間的互動，這些圖表提供了時間的視覺化呈現，顯示訊息交換的具體順序。

本全面指南涵蓋從基本定義到複雜組合片段的所有內容，幫助您有效建模互動行為。

什麼是序列圖？

序列圖（亦稱為順序圖）是一種UML互動圖。它透過描述物件之間訊息傳遞的時間順序，展現多個物件之間的動態協作。與其他UML圖不同，序列圖特別強調互動行為的時間順序，以視覺方式描述並發處理的過程。

VP AI：利用Visual Paradigm自動化序列圖

手動建立複雜的序列圖可能耗時，需要精確對齊生命線，並為每種訊息類型使用正確的符號。Visual Paradigm AI透過自然語言提示，讓您生成專業的UML序列圖，從而轉化此流程。

• 文字轉圖表：只需描述一個情境（例如：「顧客下訂單，系統檢查庫存，並發送確認訊息」），AI即可立即生成視覺化模型。
• 自動佈局：AI負責物件與訊息的時間順序排列，確保圖表符合嚴格的UML標準，無需手動拖曳調整。
• 情境擴展：VP AI可建議替代流程或錯誤處理路徑（例如「庫存不足」情境），確保您的模型涵蓋所有邊界情況。

關鍵概念

在深入複雜情境之前，理解構成序列圖的基本元素至關重要。

1. 互動者

互動者代表與系統互動的實體所扮演的角色，例如人類使用者、機器或外部系統。需要注意的是，互動者不一定代表具體的實體，僅代表某個特定角色。一個人可以扮演多個互動者角色，反之，一個互動者角色也可能由多人扮演。

2. 物件

物件以包含物件名稱的矩形表示。UML中有三種標準的物件命名方式：

• 完整命名：包含物件名稱與類別名稱（例如：物件：類別).
• 匿名物件：僅顯示類別名稱（例如：:課程).
• 命名物件：僅顯示物件名稱（例如，講師).

提示： 將經常互動的物件放置得彼此靠近。通常將啟動互動的物件放在最左側。

3. 生命線

從物件圖示向下延伸的虛線表示物件存在的時間長度。此垂直軸代表時間。

4. 控制焦點（激活）

以生命線上的細長矩形表示，控制焦點（或激活期間）表示元件執行操作的時間段。矩形的頂部與啟動時間對齊，底部與完成時間對齊。

訊息與通訊

訊息定義生命線之間的通訊。發送者將控制權或信號傳遞給接收者。

• 同步訊息： 發送者將控制權傳遞給接收者，並等待接收者完成或返回控制權。
• 非同步訊息： 發送者傳遞一個信號並繼續其活動，無需等待。接收者與發送者並行運作。
• 回傳訊息： 表示從程序呼叫中返回。
• 非即時訊息： 雖然通常被視為即時（水平箭頭），但斜向箭頭可用來表示訊息傳輸需要時間。

建立與銷毀

參與者並非總是存在於整個圖表期間。一個建構器訊息建立接收者（將新物件放置在圖表更下方）。一個解構器訊息銷毀其接收者，結束其生命線。

組合片段

為了模擬複雜邏輯，如迴圈、分支與替代，UML 使用組合片段。這些是包圍互動部分的矩形框。

常見片段運算子

範例：模擬現實世界情境

範例 1：下訂單

考慮一個情境，其中顧客與訂單物件和庫存物件互動。流程如下：

1. 建立訂單：顧客發送訊息以建立訂單物件。
2. 新增項目：顧客將項目加入訂單。
3. 庫存檢查：針對每一項，訂單物件會檢查庫存物件中的可用性。
4. 決策（alt/opt）：如果產品有庫存，則加入訂單；若無，流程可能分岔。
5. 完成：訂單在處理後儲存，並可能被銷毀（關閉）。

在此情境中，建立訂單是一種建立訊息，檢查庫存是一種同步訊息，而儲存訂單是一種自我訊息或對資料庫物件的呼叫。

範例 2：使用「中斷」處理例外狀況

使用中斷片段非常適合用來模擬錯誤。例如，在銀行交易中：

• 系統會逐一遍歷交易清單（迴圈）。
• 在迴圈內部，一個片段會檢查是否餘額 < 金額.
• 如果此條件成立，則中斷片段會執行，傳送錯誤訊息並立即退出迴圈。
• 如果為假，則標準addDebitTransaction訊息會繼續執行。

序列圖符號總覽

為確保您的圖表符合規範且易於閱讀，請參閱此快速符號檢查清單：

• 呼叫訊息：在目標生命線上呼叫一個操作。
• 回傳訊息：將資訊回傳給呼叫者。
• 自我訊息：物件呼叫自身的方法。
• 遞迴訊息： 一個自我訊息，其中目標激活位於原始激活的上方。
• 持續時間訊息： 顯示兩個時間點之間的距離。
• 註解： 附加到元素上的註解，用於提供非語義性的上下文。