什麼是 UML 中的序列圖？全面指南

UML 序列圖是關鍵的互動圖，詳細說明系統內操作是如何執行的。它們在協作背景下捕捉物件之間複雜的互動。與靜態圖不同，序列圖以時間為重點；它們利用垂直軸代表時間，以視覺方式顯示互動的順序，清楚地展示發送了哪些訊息以及何時發送。

Visual Paradigm AI：自動化序列圖生成

在現代軟體建模時代，Visual Paradigm AI顯著提升建立互動圖的工作流程。使用者無需手動繪製每條生命線和訊息，而是可以利用 AI 功能自動化並提升建模過程。

• 文字轉圖形：您可以描述一個情境（例如：「使用者登入系統並請求重設密碼」），AI 可自動產生初步的序列圖。
• 情境優化：AI 可分析現有的圖形，建議遺漏的流程，例如替代路徑（alt 碎片）或錯誤處理，確保模型涵蓋所有使用案例情境。
• 文件生成：自動將圖形的視覺邏輯轉換為文件，供利益相關者使用。

關鍵概念與維度

要精通序列圖，必須理解兩個主要維度以及定義結構的核心元素。

1. 物件維度（水平）

水平軸顯示參與互動的元素。通常情況下，物件依照其在訊息序列中參與的時間順序從左到右排列，但也可以按任何順序排列。

2. 時間維度（垂直）

垂直軸代表時間沿頁面向下推進。必須注意的是，序列圖中的時間是關於順序，而非持續時間。訊息之間的垂直空間表示順序，而非特定時間長度，除非以持續時間限制明確建模。

3. 核心元素

• 參與者：由實體（使用者、外部硬體或系統）扮演的角色，與主題進行互動。
• 生命線：代表互動中的單一參與者。
• 激活：生命線上的細長矩形，代表元件執行操作的期間。

序列圖符號與訊息類型

理解特定符號對於正確閱讀和繪製圖形至關重要。以下是 Visual Paradigm 提供的標準 UML 符號。

訊息類型

• 呼叫訊息： 表示對目標生命線上的操作進行調用。
• 回應訊息： 將資訊傳回給先前訊息的呼叫者。
• 自身訊息： 在同一生命線內的訊息調用。
• 遞迴訊息： 一種自身訊息，其中目標指向在訊息被調用的激活上方的激活。
• 建立訊息： 表示目標生命線的實例化。
• 毀滅訊息： 要求銷毀目標生命線的生命周期。
• 持續時間訊息： 顯示訊息調用時兩個時間點之間的距離。

序列片段

UML 2.0 引入了序列片段（或合併片段）以處理圖表中的複雜邏輯。片段以一個框表示，框內包含部分互動。

• alt（替代）： 模擬多個片段，其中僅有條件為真的片段會執行。
• opt（可選）： 當條件為真時，片段才會執行。
• par（平行）： 片段並行運行。
• loop： 片段根據守衛條件執行多次。
• ref（參考）： 指向另一張圖表中定義的互動。

序列圖範例：飯店系統

為了說明這些概念，考慮一個酒店系統預訂場景。這是一個互動圖，詳細說明了訂房操作是如何執行的。

在此情境中，啟動序列的物件是「預訂視窗」。隨著時間推進，系統與各種活躍物件進行互動：

1. 該參與者（使用者）將資料輸入至預訂視窗。
2. 視窗會傳送一個呼叫訊息至酒店系統以檢查可用性。
3. 如果可用（以alt片段表示），系統會傳送一個建立訊息以建立新的預訂物件。
4. 系統會回傳確認回傳訊息給使用者。

注意：雖然類別圖提供靜態視圖，但此動態視圖明確描述了物件如何協作以實現「預訂」用例。

為什麼要在寫程式之前先建立模型？

開發人員經常會問：「為什麼不直接寫出演算法呢？」使用像Visual Paradigm 社群版之類的工具來建立圖表，具有多項優勢：

• 語言中立：無論實作語言為何（Java、C#、Python），邏輯都清晰明確。
• 溝通：非程式設計人員與利害關係人也能理解流程。
• 團隊協作：在圖表中發現邏輯錯誤，比在數千行程式碼中更容易。
• 使用者介面線框圖設計： 有助於在投入程式碼之前規劃使用者體驗。

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