uml輕鬆入門——用例
1 用例與用例圖
用例是需求分析中最重要的概念，需求表徵了乙個系統的設計特性、特徵和行為，描述乙個系統的需求意味著描述了建立在該系統外部的事物與系統之間的契約，契約上宣告了期望系統做什麼。
需求獲取(requirement elicitation) 是需求工程的主體，其主要工作是建立待開發系統的模型，而用例就是用於建立這種模型的良好方法。用例最初由ivar jackboson博士提出，後被綜合到uml規範之中，成為需求表述的標準化體系。前文已經提到，整個rup流程都是"用例驅動"的，各種型別的開發活動包括專案管理、分析、設計、測試、實現等以用例為主要輸入工件，用例模型奠定了整個系統軟體開發的基礎，用例被認作第二代物件導向技術的標誌，可見其重要性非同一般。
我們先來給出乙個具體而簡單的用例圖，即"圖書管理系統"用例圖，如圖1。在用例圖中主要涉及到參與者（又稱角色、執行者）、用例以及二者之間的通訊關聯。
圖1 圖書管理系統用例圖
參與者
參與者是與系統、子系統或類發生互動的外部使用者、程序或其他系統。參與者可以是人、另乙個計算機系統或一些可執行的程序。在圖1中，"讀者"和"管理員"即為參與者。
參與者之間可以存在泛化關係，例如，在圖1所示圖書館管理系統用例圖中，可以認為"讀者"是"學生讀者"和"教師讀者"的泛化，而"學生讀者"還可以具體化為"本科生讀者"和"研究生讀者"；同樣，"圖書管理人員"也是"採購員"、"編目員"及"借閱人員"的泛化。圖2表示出了參與者之間的泛化關係。
圖2 參與者泛化關係
用例
用例是外部可見的乙個系統功能，這些功能由系統所提供，並通過與參與者之間訊息的交換來表達。用例的用途是在不揭示系統內部構造的情況下定義行為序列，它把系統當作乙個黑箱，表達整個系統對外部使用者可見的行為。
鑑於用例的特點，用例一般被命名為乙個能夠說明目標的動名詞組。如圖1中的"借書"、"還書"和"管理圖書"皆為動名詞組。
用例之間也可以存在包含、擴充套件和泛化等關係：
（1）包含關係：用例可以簡單地包含其他用例具有的行為，並把它所包含的用例行為做為自身行為的一部分，這被稱作包含關係。
（2）擴充套件關係：擴充套件關係是從擴充套件用例到基本用例的關係，它說明為擴充套件用例定義的行為如何插入到為基本用例定義的行為中。它是以隱含形式插入的，也就是說，擴充套件用例並不在基本用例中顯示。在以下幾種情況下，可使用擴充套件用例：
a.表明用例的某一部分是可選的系統行為（這樣，您就可以將模型中的可選行為和必選行為分開）；
b.表明只在特定條件（如例外條件）下才執行的分支流；
c.表明可能有一組行為段，其中的乙個或多個段可以在基本用例中的擴充套件點處插入。所插入的行為段和插入的順序取決於在執行基本用例時與主角進行的互動。
圖3給出了乙個擴充套件關係的例子，在還書的過程中，只有在例外條件（讀者遺失書籍）的情況下，才會執行賠償遺失書籍的分支流。
圖3用例擴充套件關係
（3）泛化關係：用例可以被特別列舉為乙個或多個子用例，這被稱做用例泛化。當父用例能夠被使用時，任何子用例也可以被使用。如在圖4中，管理圖書是新增圖書和修改圖書資訊的抽象。
圖4用例泛化關係
通訊關聯
通訊關聯用於表示參與者和用例之間的對應關係，它表示參與者使用了系統中的哪些用例（或者說系統所提供的用例被哪些參與者使用）。
通訊關聯以箭頭或實線表示。若使用箭頭，箭頭所指方將是對話的被動接受者；如果不強調對話中的主動與被動關係，則可以使用不帶箭頭的關聯實線。
2建立用例模型
知道了用例與用例圖的概念，我們還需要懂得怎樣建立用例模型，即怎樣找出參與者、用例以及定義用例的過程。一般來說，建立用例模型的步驟為：
（1）確定誰會直接使用該系統，即參與者（actor），為了發現參與者，我們可以嘗試問如下問題：
a. 誰/什麼使用系統？
b. 誰/什麼從系統獲得資訊？
c. 誰/什麼向系統提供資訊？
d. 誰/什麼支援、維護系統？
e. 哪些其它系統使用此系統？
f. 公司的哪個部門使用系統？
…（2）選取其中乙個參與者；
（3）定義該參與者希望系統做什麼，參與者希望系統做的每件事成為乙個用例，為了發現用例，我們可以嘗試問如下問題：
a. 為什麼該參與者想要使用此系統？
b. 該參與者是否要建立、儲存、更改、移動或讀取系統的資料？如果是，為什麼？
c. 該參與者是否要通知系統外部事件或變化？
d. 該參與者是否需要知道系統內部的特定事件？
…（4）對每件事來說，何時參與者會使用系統，通常會發生什麼，這就是用例的基本過程；
（5）描述該用例的基本過程；
（6）考慮一些可變情況，把他們建立為擴充套件用例；
（7）複審不同用例的描述，找出其中的相同點，抽出相同點作為共同的用例；
（8）重複步驟2-7找出每乙個用例。
參與者檢查的參考標準如下：
（1）是否您已找到所有的參與者？也就是說，是否您已經對系統環境中的所有參與者都進行了說明和建模？
（2）每個參與者是否至少涉及到乙個用例？
（3）您能否列出至少兩名可以作為特定參與者的人員？
（4）是否有參與者擔任與系統相關的相似參與者？如果有，您應該將他們合併到乙個參與者中。
用例檢查的參考標準如下：
（1）用例模型的簡介部分簡明清晰地概述此系統的目的和功能；
（2）所有的用例已確定，這些用例共同說明所有的必要行為；
（3）所有的功能性需求都至少對映到乙個用例；
（4）該用例模型不包含多餘的行為，所有的用例都可回溯到某個功能性需求來證明其合理性。
用例圖從總體上大致描述了系統所能提供的各種服務，讓我們對於系統的功能有乙個總體的認識，僅此還是不夠的，我們還需要描述每乙個用例的詳細資訊，即用例規約。用例模型正是由用例圖和每乙個用例的詳細描述――用例規約所組成的。rup中提供了用例規約的模板，包含以下內容：
（1）簡要說明 (brief description)：簡要介紹該用例的作用和目的；
（2）事件流 (flow of event)：包括基本流和備選流，事件流應該表示出所有的場景；
（3）用例場景 (use-case scenario) ：包括成功場景和失敗場景，場景主要是由基本流和備選流組合而成的；
（4）特殊需求 (special requirement)：描述與該用例相關的非功能性需求（包括效能、可靠性、可用性和可擴充套件性等）和設計約束（所使用的作業系統、開發工具等）；
（5）前置條件 (pre-condition)：執行用例之前系統必須所處的狀態；
（6）後置條件 (post-condition)：用例執行完畢後系統可能處於的一組狀態。
用例規約基本上是用文字方式來表述的，為了更加清晰地描述事件流，也可以選擇使用狀態圖、活**或序列圖來輔助說明（狀態圖有助於描述與狀態相關的系統行為，活**有助於描述複雜的決策流程，序列圖適合於描述基於時間順序的訊息傳遞）。另外，只要對簡潔明瞭地表達用例有幫助，我們就可以在用例中任意貼上使用者介面、流程的圖形化顯示方式及其他圖形。
本文感謝trufun提供免費trufun plato 2006標準版uml2.0建模工具，文中用圖全為用trufun plato 2006所繪
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