用例图简介

用例是捕获系统功能需求的一种方法，从用户的角度分析系统应该做什么。关键概念有参与者、用例和系统边界。

      •  参与者（ Actor ）：代表系统外部直接和系统交互的人或者外部系统。

      •  用例（ Use Case ）：代表 actor 对系统的使用场景。

      •  系统边界（ Boundary ） : 代表把系统当作黑盒视角的边界。

图例

如下是采用 UML 用例图描述的《无人车系统的用例图》。

图中有 3 个 actor ：

      •  遥控用户：通过遥控器操控小车的操作者。

      •  道路环境：小车运行的道路环境，例如可供红外传感器检测的地面黑线。

      •  障碍物：小车运动时遇到的阻碍物。

图中有如下用例：

      •  用例：模式切换

      •  用例：红外循迹

      •  用例：自动避障

      •  用例：遥控驾驶

下边是每个用例的详细描述。

元素

如下是根据《 UML2.5.1 建模规范》 编译的 UML 用例图的元素说明：

元素	图例	说明
Actor		Actor 是系统的使用者，可以是人、外部系统、外部设备、时间。 一个 Actor 由一个 “ 人形 ” 图标表示； Actor 也可以显示为带有关键字 «Actor» 的矩形； Actor 也可以由所指物体的图标表示。
UseCase		UseCase 是 Actor 与系统交互场景的描述，即功能需求。 一个 UseCase 显示为一个椭圆，要么包含 UseCase 的名称，要么将 UseCase 的名称放在椭圆的下面。
Boundary		系统边界可以显示为一个矩形，主题名称位于顶部， UseCase 位于矩形内，这个矩形称为 boundary 。 换句话说，同一个建模的 UseCase 可以被描述为 boundary 内的多个椭圆。如果系统边界是具有标准原型的分类器，则构造型的名称应显示在矩形的上方。 图例：无人小车启动系统包含《启动》、《调试》、《关闭》 3 个用例。

关系

如下是根据《 UML2.5.1 建模规范》 编译的 UML 用例图的关系说明：

关系	图例	说明
Extend		Extend 关系表示一个用例扩展了另一个用例的行为。 图例：无人小车在《用例：红外循迹》基础扩展出《用例：智能路径规划》。
Include		Include 关系表示一个 UseCase 包含了另一个 UseCase 中定义的行为。 图例：《用例：启动》包含《用例：系统自检》 。
Generalize		Generalize 关系表示 UseCase 之间“一般”与“特殊” 的关系。 图例：无人小车的《用例：自动避障》有三个子用例《用例：停止避障》、《用例：绕行避障》和《用例：后退避障》。
Associate		Associate 关系表示两个元素之间行为关系。 图例：《 actor ：遥控用户》执行《 Use Case ：启动》、《 Use Case ：调试》和《 Use Case ：关闭》。
Use		Use 表示一个元素需要另一个元素来执行某种交互，是一种强依赖关系，被 use 的用例是完成主用例的必要条件。 图例：《用例：遥控驾驶》使用《用例：无线通信处理》、《用例：电机控制》、《用例：电池监控》。

元模型

要充分的理解用例图的建模语法规范，需要充分了解UML用例图的元模型，如下是UML用例图的元模型。

说明：用例（ UseCase ）是一种行为化分类器（ BehavioredClassifier ），它有扩展点（ ExtensionPoint ），扩展点是一种可重定义元素（ RedefinableElement ）；它有扩展（ Extend ）和包含（ Include ）两种有向关系（ DirectedRelationship ），扩展（ Extend ）关系也是一种约束（ Constraint ）。

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