UML用例图：捕获功能需求与用户-系统交互

用例图是统一建模语言（UML）中的行为图之一，统一建模语言（UML）它提供了系统预期功能的高层次图形化视图。它通过展示用户（参与者）与他们执行的功能（用例）之间的关系，来定义系统做什么系统通过展示用户（参与者）与他们执行的功能（用例）之间的关系来实现其功能。

在需求收集与分析阶段，该图至关重要，因为它从商业角度确立了系统的边界和范围。

1. 用例图的核心元素

用例图仅使用少数几个基本元素，使其成为最易于阅读和创建的UML图之一。

A. 系统边界

系统边界是一个矩形，用于视觉上定义所考虑系统的范围。方框内的所有内容都属于系统；方框外的所有内容都是外部的。

• 符号表示： 一个大的矩形。
• 目的： 为了清晰地区分系统与与其交互的外部实体（参与者）的责任。

B. 参与者

参与者代表任何与系统交互以实现目标的外部实体。参与者并不必须是人类；它可以是另一个系统、硬件设备，甚至是一个特定的时间事件。

• 符号表示： 一个标有角色名称的简笔人形图。
• 定义：参与者是一个角色，而不是某个具体的人。例如，“客户”是一个参与者，而“简·多”是该角色的一个实例。
• 参与者类型：
  • 主要参与者：发起交互以实现预期目标（例如，客户发起购买行为）。
  • 次要参与者： 为系统提供服务（例如，支付网关).
  • 被动参与者： 受用例影响但不发起用例（例如，仓库系统 接收发货通知）。

C. 用例

用例代表一个单一且完整的功能需求，或一组能为参与者带来可衡量价值的动作。它们应以简单的主动动词和名词来表述。

• 符号表示： 位于系统边界内的椭圆。
• 示例： 下单, 登录账户, 处理退款, 生成报告.
• 关键规则： 用例必须始终由参与者发起，并且必须为一个或多个参与者提供有价值的结果。

2. 用例图中的关系

关系将参与者与用例连接，也将用例彼此连接，定义了复杂性和流程逻辑。

A. 通信关联

这是最简单且最常见的关系，表示参与者参与某个用例。

• 符号表示： 一条实线连接参与者与用例椭圆。
• 目的： 显示哪些功能由哪些角色启动或使用。

B. 包含关系（<<包含>>)

当一个特定用例（扩展用例）向另一个用例（基础用例）添加可选或条件性行为时，使用包含关系。包含的用例对于基础用例完成其功能是必需的。

• 符号表示： 一条从基础用例指向包含的用例的虚线箭头，标注为<<包含>>.
• 用法： 用于从多个用例中提取出共有的行为。
  • 示例： 下单 包含 用户认证.

C. 扩展关系（<<扩展>>)

当一个特定用例（扩展用例）向另一个用例（基础用例）添加可选或条件性行为时，使用扩展关系。

• 符号表示： 一条从扩展用例 到 基础用例，标记为<<扩展>>.
• 用法： 描述替代、异常或特殊行为。只有在满足特定条件时才会发生扩展。
  • 示例： 处理付款 是基础用例，而 应用忠诚度折扣 扩展 处理付款 在以下条件下 [如果忠诚度等级为黄金].

D. 泛化关系（继承）

此关系表示一个参与者或一个用例是另一个的特化版本。

• 符号表示： 一条实线，带有空心三角形箭头，从特化元素指向更一般的元素。
• 用法：
  • 参与者： 系统管理员 是 的泛化注册用户.
  • 用例： 信用卡支付 是 的泛化处理付款.

3. 逐步示例：一个在线学习平台

想象一下，对一个在线学习平台的核心功能进行建模。

元素	类型	描述
学生	参与者	主要用户角色。
讲师	参与者	创建和管理内容。
参加课程	用例	学生的首要功能。
查看进度	用例	对学生非常有价值的功能。
验证用户	用例	两个参与者都需要的通用必经步骤。
创建课程	用例	讲师的主要功能。
生成完成证书	用例	可选功能，用于扩展参加课程.

流程建模

1. 系统边界：绘制一个大框，包含所有用例。
2. 生命线：将学生和教师参与者放在框外。
3. 通信：连接学生到选课和查看进度。连接教师到创建课程.
4. 包含： 选课和创建课程两者都连接到用户认证用例，使用<<包含>>箭头，因为登录对两者都是必需的。
5. 扩展： 生成完成证书 用例连接到 参加课程 一个 <<扩展>> 箭头，表示它仅在以下条件下发生 [课程完成100%后].

摘要

UML用例图是一种强大而简单的建模工具，专注于 功能需求 和 用户视角。通过明确定义参与者、用例和系统边界，您可确保所有利益相关者——从业务分析师到开发人员——对系统设计目标达成一致且无歧义的理解 什么系统被设计用来做什么。它是更详细行为模型（如时序图）的起点。

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