UML之用例图

UML之用例图

UML（统一建模语言，Unified Modeling Language）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的可视化建模语言。它融入了软件工程领域的思想、方法和技术。它的作用域不限于支 持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。在系统分析阶段，我们一般用UML来画很多图，主要包括用例图、状态图、类图、活动 图、序列图、协作图、构建图、配置图等等，要画哪些图要根据具体情况而定。其实简单的理解，UML的作用就是用很多图从静态和动态方面来 全面描述我们将要开发的系统。

用例建模是UML建模的一部分，它也是UML里最基础的部分。用例建模的最主要功能就是用来表达系统的功能性需求或行为。用例建模可分为 用例图和用例描述。用例图由参与者（Actor）、用例（Use Case）、系统边界、箭头组成，用画图的方法来完成。用例描述用来详细描述用例图中每个用例，用文本文档来完成。

参与者使用一个小人符号来表示。在符号下面标上这个执行者的名称，而参与者是使用系统的人或其他系统，可以是一个人一个系统，是指可以是一个软件实体，比如定时器。并且每个参与者都需要一个简要的描述，用一句话或几句话对这个执行者进行说明。

用例用给一个椭圆表示，将用例的名字写在椭圆下面，或者写在椭圆中。用例藐视的是用户可见的需求，一个具体的用户目标。用例由参与者来执行，用例执行完成后将产生一个对执行者有价值的结果。用例可大可小，但必须是对一个具体的用户目标的描述。对于对用例的命名，我们可以给用例取一个简单、描述性的名称，一般为带有动作性的词。

系统边界是用来表示正在建模系统的边界。边界内表示系统的组成部分，边界外表示系统外部。系统边界在画图中方框来表示，同时附上系统的名称，参与者画在边界的外面，用例画在边界里面。

用例图只是简单地用图描述了一下系统，但对于每个用例，我们还需要有详细的说明，这样就可以让别人对这个系统有一个更加详细的了解，这时我们就需要写用例描述。

对于用例描述的内容，一般没有硬性规定的格式，但一些必须或者重要的内容还是必须要写进用例描述里面的。用例描述一般包括：简要描述（说明）、前置（前提）条件、基本事件流、其他事件流、异常事件流、后置（事后）条件等等。下面说说各个部分的意思：

简要描述：对用例的角色、目的的简要描述；

前置条件：执行用例之前系统必须要处于的状态，或者要满足的条件；

基本事件流：描述该用例的基本流程，指每个流程都“正常”运作时所发生的事情，没有任何备选流和异常流，而只有最有可能发生的事件流；

其他事件流：表示这个行为或流程是可选的或备选的，并不是总要总要执行它们；

异常事件流：表示发生了某些非正常的事情所要执行的流程；

后置条件：用例一旦执行后系统所处的状态；

用例是从系统外部可见的行为，是系统为某一个或几个参与者（Actor）提供的一段完整的服务。从原则上来讲，用例之间都是独立、并列的，它们之间并不存在着包含从属关系。但是为了体现一些用例之间的业务关系，提高可维护性和一致性，用例之间可以抽象出包含(include)、扩展(extend)和泛(generalization)几种关系。

共性：都是从现有的用例中抽取出公共的那部分信息，作为一个单独的用例，然后通后过不同的方法来重用这个公共的用例，以减少模型维护的工作量。

1、包含(include)

包含关系：使用包含（Inclusion）用例来封装一组跨越多个用例的相似动作（行为片断），以便多个基（Base）用例复用。基用例控制与包含用例的关系，以及被包含用例的事件流是否会插入到基用例的事件流中。基用例可以依赖包含用例执行的结果，但是双方都不能访问对方的属性。

包含关系对典型的应用就是复用，也就是定义中说的情景。但是有时当某用例的事件流过于复杂时，为了简化用例的描述，我们也可以把某一段事件流抽象成为一个被包含的用例；相反，用例划分太细时，也可以抽象出一个基用例，来包含这些细颗粒的用例。这种情况类似于在过程设计语言中，将程序的某一段算法封装成一个子过程，然后再从主程序中调用这一子过程。

例如：业务中，总是存在着维护某某信息的功能，如果将它作为一个用例，那新建、编辑以及修改都要在用例详述中描述，过于复杂；如果分成新建用例、编辑用例和删除用例，则划分太细。这时包含关系可以用来理清关系。

2、扩展(extend)

扩展关系：将基用例中一段相对独立并且可选的动作，用扩展（Extension）用例加以封装，再让它从基用例中声明的扩展点（Extension Point）上进行扩展，从而使基用例行为更简练和目标更集中。扩展用例为基用例添加新的行为。扩展用例可以访问基用例的属性，因此它能根据基用例中扩展点的当前状态来判断是否执行自己。但是扩展用例对基用例不可见。

对于一个扩展用例，可以在基用例上有几个扩展点。

例如，系统中允许用户对查询的结果进行导出、打印。对于查询而言，能不能导出、打印查询都是一样的，导出、打印是不可见的。导入、打印和查询相对独立，而且为查询添加了新行为。因此可以采用扩展关系来描述：

3、泛化(generalization)

泛化关系：子用例和父用例相似，但表现出更特别的行为；子用例将继承父用例的所有结构、行为和关系。子用例可以使用父用例的一段行为，也可以重载它。父用例通常是抽象的。在实际应用中很少使用泛化关系，子用例中的特殊行为都可以作为父用例中的备选流存在。

例如，业务中可能存在许多需要部门领导审批的事情，但是领导审批的流程是很相似的，这时可以做成泛化关系表示：

泛化表示类似于OO术语“继承”或“多态”。UML中的Use Case泛化过程是将不同Use Case之间的可合并部分抽象成独立的父Use Case，并将不可合并部分单独成各自的子Use Case；包含以及扩展过程与泛化过程类似，但三者对用例关系的优化侧重点是不同的。如下：

●泛化侧重表示子用例间的互斥性；

●包含侧重表示被包含用例对Actor提供服务的间接性；

●扩展侧重表示扩展用例的触发不定性；详述如下：

既然用例是系统提供服务的UML表述，那么服务这个过程在所有用例场景中是必然发生的，但发生按照发生条件可分为如下两种情况：

⒈无条件发生：肯定发生的；

⒉有条件发生：未必发生，发生与否取决于系统状态；

因此，针对用例的三种关系结合系统状态考虑，泛化与包含用例属于无条件发生的用例，而扩展属于有条件发生的用例。进一步，用例的存在是为Actor提供服务，但用例提供服务的方式可分为间接和直接两种，依据于此，泛化中的子用例提供的是直接服务，而包含中的被包含用例提供的是间接服务。同样，扩展用例提供的也是直接服务，但扩展用例的发生是有条件的。

另外一点需要提及的是：泛化中的子用例和扩展中的扩展用例均可以作为基本用例事件的备选择流而存在。