在 UML 中，圖表可大致分為兩大類：結構圖與行為圖。以下是 14 種圖表類型及其分類的簡要說明：
結構圖（靜態建模）:
- 類圖（結構）：
- 表示系統的靜態結構，包括類別、屬性與關係。
- 物件圖（結構）：
- 顯示特定時間點的實例快照，呈現物件及其關係。
- 套件圖（結構）：
- 將元素組織成套件，提供系統組織的高階視圖。
- 元件圖（結構）：
- 著重於系統元件及其互動，對系統架構非常有用。
- 組合結構圖（結構）：
- 表示類別的內部結構，包括部分、埠與連接器。
- 部署圖（結構）：
- 描述系統中元件與節點的實際部署情況。
行為圖（動態建模）:
- 用例圖（行為）：
- 從使用者的觀點展示系統功能，顯示參與者與用例。
- 活動圖（行為）：
- 模擬系統內活動與動作的流程，包括平行與條件行為。
- 狀態機圖 （行為）：
- 以有限狀態機的狀態與轉移來表示物件或系統的行為。
- 順序圖 （行為）：
- 顯示物件之間在時間上的互動，強調訊息的順序。
- 通訊圖 （行為）：
- 強調物件之間的關係以及它們如何協作以完成任務。
- 互動概觀圖 （行為）：
- 結合活動圖與順序圖，以提供複雜互動的概觀。
- 時序圖 （行為）：
- 著重於互動的時序限制，包括生命線與事件。
- 外觀圖 （結構）
- 一種特殊的UML圖，用於透過定義自訂的樣式、標籤值與約束來擴展UML元模型。外觀圖是UML擴展機制的一部分，可讓您根據特定的建模需求或領域客製化UML。
這些UML圖在建模軟體系統時具有不同的用途，結構圖著重於靜態面向，而行為圖則處理動態面向。選擇適當的圖形類型，取決於您希望呈現或溝通系統的特定面向。
區分結構圖與行為圖
結構圖提供系統的靜態視圖，強調其元件、關係與組織，而行為圖則提供動態視圖，著重於系統內的執行時期行為、互動與流程。這兩類圖形各有不同的用途，對於全面建模與文件化軟體系統至關重要，能同時涵蓋其靜態與動態面向。
以下表格將14種UML圖形分類於這兩大類別，並為每一種提供簡要範例：
結構圖（靜態建模）：
| 圖形類型 | 描述 | 範例 |
|---|---|---|
| 類別圖 | 表示靜態類別結構與關係。 | 範例：以類別如書籍, 作者，以及圖書館. |
| 物件圖 | 顯示特定時刻的實例及其關係。 | 範例：顯示特定的書籍以及會員物件在圖書館系統中。 |
| 套件圖 | 將元素組織成套件或命名空間。 | 範例：將相關類別分組至一個圖書館管理套件。 |
| 元件圖 | 描述系統的實體或邏輯元件及其連接。 | 範例：說明網頁系統中的軟體元件，例如資料庫、網頁伺服器和客戶端應用程式。 |
| 組合結構圖 | 詳細說明類別的內部結構，包含零件、埠與連接器。 | 範例：顯示電腦系統的內部結構，包含 CPU、記憶體與主機板等元件。 |
| 部署圖 | 顯示元件在節點或伺服器上的實體部署。 | 範例：表示網頁伺服器軟體元件如何部署在實體伺服器上。 |
行為圖（動態建模）：
| 圖表類型 | 描述 | 範例 |
|---|---|---|
| 用例圖 | 定義參與者及其透過用例與系統的互動。 | 範例：模擬客戶如何與自動櫃員機系統互動以提領現金。 |
| 活動圖 | 描述系統中的工作流程、程序和動作，包括分支與平行處理。 | 範例：說明處理線上訂單所涉及的步驟。 |
| 狀態機圖 | 將物件或系統的行為表示為具有狀態與轉移的有限狀態機。 | 範例：模擬交通信號系統的狀態與轉移。 |
| 序列圖 | 透過訊息在時間軸上顯示物件或元件之間的互動。 | 範例：顯示使用者與資料庫系統在登入過程中訊息傳遞的順序。 |
| 通訊圖 | 著重於系統中物件之間的互動與協作。 | 範例：呈現聊天應用程式中物件如何交換訊息。 |
| 互動概觀圖 | 結合活動圖與序列圖的元素，以提供複雜互動的整體概觀。 | 範例：簡化零售系統中複雜的訂單處理工作流程。 |
| 時序圖 | 指定互動的時序限制，包括生命線與事件。 | 範例：顯示網路中設備之間資料傳輸的時序。 |
這些表格將每個UML圖表分類為「結構圖」（靜態建模）或「行為圖」（動態建模）類別，並附上每種類型的簡要描述與範例情境。
UML圖表在軟體設計中的多面向角色
軟體設計中的不同類型圖表具有特定用途，並提供對軟體系統的多種觀點。以下是我們需要不同類型圖表的主要原因：
- 清晰度與溝通：軟體專案中的不同利害關係人，包括開發人員、架構師、測試人員與業務分析師，對系統的理解需求各不相同。使用不同類型的圖表有助於針對其特定角色調整資訊，使溝通更有效。
- 抽象層級：軟體系統相當複雜，不同面向需在不同抽象層級上考量。某些圖表（如類別圖）提供高階的結構視圖，而其他圖表（如序列圖）則提供詳細的行為洞察。
- 問題解決：軟體設計與開發中的不同問題需要不同的解決方法。例如，在模擬系統的靜態結構時，類別圖較為合適，而序列圖則適合用來理解動態行為。
- 系統理解：不同的圖表提供了觀察系統的不同視角。這有助於全面理解系統，包括其架構、行為、互動以及部署。
- 文件：全面的文件對於軟體專案至關重要。使用各種類型的圖表可以建立結構良好且易於參考的視覺化文件，讓開發團隊在不同開發階段都能輕鬆查閱。
- 需求分析：用例圖和活動圖對於捕捉和分析系統需求與工作流程非常有價值。它們有助於確保軟體符合使用者需求。
- 架構設計：組件圖和部署圖對於架構設計至關重要。它們有助於規劃系統的結構以及其在現實環境中的部署方式。
- 測試與驗證：序列圖和狀態機圖有助於設計測試案例，並根據需求驗證系統的行為。
- 決策：不同類型的圖表提供不同的洞察。在決策過程中，架構師和專案經理可以利用這些圖表來評估取捨，做出明智的選擇。
- 維護便利性：圖表有助於維護和演進軟體。當開發人員需要修改或擴展系統時，這些視覺化表示可作為理解現有結構與行為的寶貴參考。
總結
軟體設計中UML圖表的多樣性迎合了軟體系統的多面向特性。每種圖表類型都有其特定用途，並提供獨特的視角，使其成為軟體開發各個階段——從初步設計到實作、測試與維護——不可或缺的工具。