引言
用例图是软件工程和系统分析中的基本工具，用于从用户的角度捕获和建模系统的功能需求。这些图表以可视化方式展示用户（参与者）与系统之间的交互，有助于识别和记录系统的行为与功能。
本文将解释用例图的关键概念，特别关注“包含”和“扩展”关系，并通过公告板系统（BBS）的示例来说明这些概念及其在需求建模中的实用性。
用例图中的关键概念
1. 参与者
- 定义：参与者代表与系统交互的用户或外部系统。
- 示例：在公告板系统中，参与者是“成员”。
2. 用例
- 定义：用例描述参与者与系统之间为实现特定目标而进行的特定交互。
- 组成部分：用例名称、简要描述、涉及的参与者、前置条件、后置条件、主成功场景以及替代场景。
- 示例：在BBS中，用例包括“查看公告板列表”、“查看项目列表”、“查看详细内容”、“上传消息”、“修改消息”、“删除消息”和“搜索消息”。
3. 用例图
- 定义：用例图是参与者、用例及其关系的可视化表示。
- 元素：参与者（用小人表示）、用例（用椭圆表示）以及关系（用线条表示）。
- 示例：BBS用例图展示了参与者“成员”与公告板上消息管理与查看相关的一系列用例之间的交互。
4. 关系
- 类型：
- 关联：连接参与者与用例的一条线，表示该参与者参与该用例。
- 包含：一种用例之间的关系，其中一个用例包含另一个用例的行为。
- 扩展：一种用例之间的关系，其中一个用例在特定条件下扩展另一个用例的行为。
- 泛化：一种参与者或用例之间的关系，其中一个参与者或用例是另一个的特化版本。
包含关系
定义
该“包含”关系在某个用例包含另一个用例的行为时使用。它表明被包含的用例是基础用例的必要组成部分。
BBS中的示例
在公告板系统中，用例“上传消息”、“修改消息”、“删除消息”和“搜索消息”都包含“登录”用例。这意味着要执行这些操作中的任何一项，成员必须首先登录系统。
用途
“包含”关系有助于用例的模块化并避免冗余。通过包含“登录”用例，我们确保登录过程是这些操作的必要步骤，而无需在每个用例描述中重复登录步骤。
扩展关系
定义
该“扩展”关系当某个用例在特定条件下向另一个用例添加行为时使用。它表明扩展用例是基础用例的可选部分。
BBS中的示例
在BBS中，“扩展”关系的一个示例可能是“发送通知”用例，它扩展了“上传消息”用例。这意味着在某些条件下，例如当消息被上传时，可能会向其他成员发送通知。
用途
“扩展”关系有助于捕捉可选行为和异常情况。它允许在不修改基础用例的情况下添加额外功能，使系统更具灵活性和适应不同场景的能力。
为什么用例图对需求建模有用
1. 用户中心方法
用例图关注用户视角，确保系统满足用户的需求和期望。通过识别参与者及其与系统的交互，我们可以设计出直观且用户友好的系统。
2. 清晰的需求
用例图有助于以清晰简洁的方式捕捉和记录系统的功能需求。每个用例代表一个具体目标或功能，使系统需求更易于理解和管理。
3. 沟通工具
用例图作为利益相关者、开发人员和用户之间的沟通工具。它们提供了系统功能的可视化表示，确保各方对系统的行为和需求有共同的理解。
4. 识别差距
通过分析用例，可以在开发过程的早期识别出系统需求中的潜在差距和不一致之处，并加以解决。这有助于构建更加稳健和可靠的系统。
5. 测试用例
用例可以用来推导出测试用例，确保系统得到充分测试并满足指定的要求。每个用例可以转化为一个或多个测试用例，涵盖主要成功场景和替代场景。
结论
用例图是一种强大工具用于从用户的角度理解、捕获和记录系统功能需求。通过识别参与者、描述用例、创建用例图并分析用例，开发人员和利益相关者可以确保系统满足用户需求并提供所需功能。用例图中的“包含”和“扩展”关系有助于模块化用例，避免冗余，并捕捉可选行为和异常情况。
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