本節(jié)向大家描述一下UML用例模型，主要包括UML用例模型與需求分析，如何建立UML用例模型，用例圖等內(nèi)容，希望本節(jié)的介紹對你的學習有所幫助。下面就是具體介紹。

對UML用例模型及其應用的一次有益的探討

前言：這是一次對用例模型的探討。怎樣建立用例模型，怎樣編寫用例說明，它與需求規(guī)格說明書有什么區(qū)別，它能替代需求規(guī)格說明書嗎？也許在這里可以找到你要的答案。
進入軟件業(yè)稍微久一點兒的人恐怕都不會陌生，軟件開發(fā)的最初階段都是談需求、寫需求規(guī)格說明書。需求規(guī)格說明書是與客戶最終確認到紙上的，非常正式的公文。軟件開發(fā)應當做什么，做成什么樣子，什么東西不做，項目范圍有多寬，需求規(guī)格說明書都是白紙黑字寫得清清楚楚，誰都無法抵賴。所以，需求規(guī)格說明書一直都是軟件項目開發(fā)合同的重要附件，地位相當重要。

但是，隨著RUP的引入，人們開始困惑了。在RUP中沒有需求規(guī)格說明書，而是為用例模型所替代。現(xiàn)在，一些信息化走在比較前列的公司，都紛紛要求按照RUP統(tǒng)一過程進行開發(fā)，我們也開始嘗試使用用例模型來替代需求規(guī)格說明書。然而，相信一些關(guān)于用例模型的幾個重要問題一直困惑著不少人（當然也包括我）：用例模型與需求規(guī)格說明書的區(qū)別在哪里？用例模型的優(yōu)勢在哪里？用例模型能替代需求規(guī)格說明書嗎？圍繞著這幾個問題我們進行一次用例模型的探討之旅吧。
在開始我的探討之旅之前，我們***能帶上一個問題去探討：

UML用例模型與需求規(guī)格說明書的區(qū)別在哪里？

看到這個問題，你也許會非常不屑一顧，認為這個問題不值一提。確實，在編寫格式上，用例模型與需求規(guī)格說明書的差別顯而易見。但是，從更深層次來討論，你會發(fā)現(xiàn)，這個問題并不是那么簡單。有些人由于對用例模型的膚淺認識，將用例模型當成需求規(guī)格說明書來寫，格式雖說是用例模型的格式，內(nèi)容卻不是用例模型的內(nèi)容，換湯不換藥，反倒弄巧成拙，讓人困惑。需求規(guī)格說明書是面向過程時代的產(chǎn)物，因此它的核心就是按照面向過程的設(shè)計思想編寫需求；用例模型是面向?qū)ο蠓治?設(shè)計的產(chǎn)物，因此它的核心思想就是OOA/D（面向?qū)ο蠓治?設(shè)計）。我認為，把握這一點實在太重要了。明白了它，才能明白用例模型應當怎樣設(shè)計，才能明白它與需求規(guī)格說明書的區(qū)別，才能明白其作用和優(yōu)勢在何處。下面，我們看看用例模型應當怎么設(shè)計。

如何建立UML用例模型

一些初學者認為，用例模型就是畫張用例圖。其實這是錯誤的，用例模型包括用例圖、用例說明，有時還要輔之一些簡單的行動圖、狀態(tài)圖和序列圖。用例圖采用圖形的方式，形象生動地展現(xiàn)了用例、參與者和系統(tǒng)邊界之間的關(guān)系。而用例說明，是對用例、參與者和系統(tǒng)邊界進行的詳細描述。在描述過程中，還可以對一些關(guān)鍵的流程，以及這些流程中關(guān)鍵類的狀態(tài)變化，使用行動圖、狀態(tài)圖和序列圖進行圖形化地展現(xiàn)。

UML用例圖

用例圖是建立UML用例模型的開始。用例模型的建立過程通常都是：先畫用例圖，然后對用例圖編寫用例說明。在編寫用例說明的時候，對一些復雜的、認為有必要的地方，繪制行動圖、狀態(tài)圖和序列圖，方便閱讀者理解。用例圖關(guān)注的是三部分內(nèi)容：用例、參與者和系統(tǒng)邊界。

1.用例

用例就是一個用來描述參與者如何使用系統(tǒng)來實現(xiàn)其目標的一組場景的集合。這句話聽起來比較抽象，但我通常都把它暫時理解為功能中的模塊（雖然這并不嚴密，但更加實用）。用例強調(diào)的是一組場景，在這組場景不多但相互之間存在功能上的共性，就像一個大功能模塊下的多個子模塊。這組場景中的每一個，又分別形成一個個子用例。子用例再細分，又可以再形成各自的子用例。用例分析就是這樣由粗到細的逐步細分，從而形成一系統(tǒng)的用例圖。用例圖分析到多細，應當由業(yè)務需求的情況決定。分得過粗，就不足以說清楚業(yè)務的相關(guān)細節(jié)，或者使一張用例圖信息過多，影響人們的理解；分得過細，不僅會增加工作量，還會丟失許多用例間的相互關(guān)系，得不償失。總之，較為復雜的部分細一些，簡單的部分粗一些，保證每個用例圖都保持強烈的相關(guān)性，指導日后的功能劃分。
同時，用例強調(diào)的是參與者與系統(tǒng)功能的交互，用例就是系統(tǒng)的功能，而參與者可以暫時理解為使用系統(tǒng)的人。因此，大多數(shù)用例都對應著一個或數(shù)個參與者（但部分從用例中包含著的子用例，或擴展出來的擴展用例沒有參與者）。

用例與用例之間通常有兩種關(guān)系：包含與擴展。包含關(guān)系表示一種從屬關(guān)系，即子用例是主用例中相對獨立的、必須調(diào)用的一部分功能。在用例分析中，我們應當將多個用例都共有的、相對獨立的功能提取出來形成一個子用例，為日后代碼復用提供有力保障。擴展關(guān)系表示一個功能是對另一個功能的擴展，即被擴展功能不一定調(diào)用擴展功能，但擴展功能是對被擴展功能的加強與延伸。在繪制用例關(guān)系時，包含關(guān)系應繪制成從主用例指向子用例的虛線箭頭，并標注為“include”，表示主用例包含子用例；擴展關(guān)系應繪制成從擴展用例指向被擴展用例的虛線箭頭，并標注為“extend”，表示擴展用例是對被擴展用例的擴展。虛線箭頭在UML中代表的是一種依賴關(guān)系，即客戶元素了解供應者，并且供應者的變化會影響到客戶元素（依賴是從客戶元素指向供應者的）。

封裝性是面向?qū)ο笤O(shè)計的重要思想之一。而實現(xiàn)封裝的前提之一，就是要對需求進行整理的基礎(chǔ)上加以功能劃分，使具有強烈相關(guān)性的功能劃分在一起，只有少量接口與外界交互。用例分析，從一開始就對原始需求進行了功能劃分，將相關(guān)功能劃分到一起，將共有功能提取出來，標志出功能間的依賴與非依賴關(guān)系（包含表示的是一種依賴關(guān)系，而擴展表示的是一種非依賴關(guān)系）。這是一種OOA/D，它為日后的OO設(shè)計提供了強有力地支持。而這些都是需求規(guī)格說明書所不具有，或者不完全具體的功能。

2.參與者

現(xiàn)在再來說說UML用例模型中的參與者。參與者給大家最直觀的認識就是操作系統(tǒng)的那些人，但更準確的說應當是操作系統(tǒng)的那些角色。用例模型要求我們描述清楚系統(tǒng)中的每一個場景的每一步操作，操作者是誰。同時，我們關(guān)注的這個操作者并不是某個具體的人，而是一群有著相同職責的人，即角色。用例模型中對參與者的分析，為我們之后在開發(fā)過程中，進行功能、角色、用戶的劃分提供了依據(jù)。
用例模型中的參與者，除了表示操作系統(tǒng)的人，還表示處于系統(tǒng)邊界之外，與系統(tǒng)邊界內(nèi)的用例有關(guān)聯(lián)的其它系統(tǒng)。因此，只有定義好一個系統(tǒng)的邊界，才能定義哪些是這個系統(tǒng)內(nèi)的用例，哪些是這個系統(tǒng)內(nèi)外的參與者。用例模型對本系統(tǒng)與其它系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)的分析，為我們?nèi)蘸箝_發(fā)過程中，為其它系統(tǒng)提供接口，或與其它系統(tǒng)進行接口，提供了依據(jù)。

參與者之間的關(guān)系只有一種——繼承關(guān)系，表示功能職責上的繼承。譬如，通常軟件系統(tǒng)中都有“普通操作者”，代表的是進入系統(tǒng)的所有用戶都應當具有的功能。而軟件系統(tǒng)又有很多“特殊職能者”，他們除了具有普通操作者的功能外，還有自己獨特的功能。在這里，“特殊職能者”是對“普通操作者”的繼承，繼承了“普通操作者”的所有功能。然而，“特殊職能者”又有“普通操作者”不具備的，自己獨特的功能。

參與者與用例之間是一種關(guān)聯(lián)關(guān)系，即實線表示。通常，參與者與用例之間的關(guān)系不用定義導航關(guān)系（即畫出箭頭），但部分UML的書籍也定義了這種導航關(guān)系。如果參與者要使用用例，則箭頭從參與者指向用例；如果參與者要接受用例提供的數(shù)據(jù)或查詢結(jié)果，則箭頭從用例指向參與者。

用例分析將參與者放到了一個十分顯著的位置，同時還關(guān)注的參與者的期望（即“涉眾利益”，在后面詳細描述），這也是需求規(guī)格說明書所不具有的。

3.系統(tǒng)邊界

UML用例模型中系統(tǒng)邊界是一個軟件系統(tǒng)需要處理的整個問題空間的范圍。一個軟件系統(tǒng)不可能處理所有問題，我們必須得給它定義這個問題空間的范圍。哪些是我們這個軟件可以處理的，哪些則是我們這個軟件不能處理的，也就是項目管理中所說的項目范圍。與需求規(guī)格說明書相比，用例分析通過圖形的方式，更加明確地定義出了項目范圍，以及與其它系統(tǒng)之間的關(guān)系，使其更加清楚明了。

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