UML用例模型中依賴關(guān)系的比較與分析

蘇晶

山東理工大學(xué) 山東 淄博 255049

前言

UML用例模型是系統(tǒng)需求獲取及分析的重要手段，是最終用戶與開發(fā)人員溝通和交流的有效途徑。用例模型一旦被確定，所有分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)，包括之后的部署及測試等工作都需要以此為依據(jù)開展。

用例圖中的模型元素之間并非相互獨(dú)立，參與者之間、用例之間、參與者與用例之間均存在著不同類型的關(guān)系。從用戶層面來看，關(guān)系描述了模型元素間具體化的語義連接，反映了參與者使用系統(tǒng)的具體方式；從開發(fā)者層面來看，關(guān)系體現(xiàn)了事件處理的流程與協(xié)作，決定了系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方式。由此可以看出，關(guān)系的識別在構(gòu)建用例模型的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

其中，用例間的依賴關(guān)系是表現(xiàn)形式及使用方法最為相似且最容易產(chǎn)生混淆的一類關(guān)系，本文以網(wǎng)上選課系統(tǒng)為例，對常用依賴關(guān)系的建模要點(diǎn)進(jìn)行比較和分析。

1 用例間的依賴關(guān)系

用例之間存在著多種不同的依賴關(guān)系，為了強(qiáng)化其具體語義，可通過附加不同的構(gòu)造型表示不同的關(guān)系，用戶也可以自定義帶有新構(gòu)造型的依賴關(guān)系。其中，包含和擴(kuò)展關(guān)系是用例圖中應(yīng)用最廣泛的兩種依賴關(guān)系[1]。

1.1 包含關(guān)系

包含關(guān)系是指一個用例可以簡單地包含其他用例具有的行為，并將其所包含的用例行為作為自身行為的一部分，這兩個用例分別被稱為基礎(chǔ)用例和被包含用例。包含關(guān)系的具體表現(xiàn)形式為被包含用例的事件流可插入至基礎(chǔ)用例的事件流中。

在對用例的事件流進(jìn)行描述的過程中，若發(fā)現(xiàn)多個用例同時使用到同一段行為，則可將這段共同的行為單獨(dú)抽象成為一個用例，然后建立兩者之間的包含關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)重用并簡化事件流描述的目的。

以網(wǎng)上選課系統(tǒng)為例，學(xué)生可以進(jìn)行“查看課程信息”、“選擇課程”和“刪除已選課程”操作，管理員可以進(jìn)行“維護(hù)課程信息”操作，所有操作均需在“登錄系統(tǒng)”后方可完成。根據(jù)描述，“登錄系統(tǒng)”為多個用例的共同行為，可將其抽象出來，成為一個新的用例，并建立其與4個基礎(chǔ)用例之間的包含關(guān)系。關(guān)系一旦創(chuàng)建，這4個基礎(chǔ)用例在用例規(guī)約的事件流描述中可直接對“登錄系統(tǒng)”用例的事件流進(jìn)行引用，避免了對公共行為的重復(fù)描述，提高了模型的可維護(hù)性。

1.2 擴(kuò)展關(guān)系

擴(kuò)展關(guān)系是指一個用例擴(kuò)充了另一個用例的功能，但這個擴(kuò)充功能不是必需的，只有在滿足特定條件的情況下才會被執(zhí)行，這兩個用例分別被稱為擴(kuò)展用例和基礎(chǔ)用例。

在網(wǎng)上選課系統(tǒng)中，學(xué)生和管理員進(jìn)行“登錄系統(tǒng)”操作時，如果忘記密碼，則可使用“找回密碼”功能。根據(jù)描述，作為“找回密碼”這一操作，雖然不是由參與者主觀意愿驅(qū)動執(zhí)行的，但卻是“登錄系統(tǒng)”用例執(zhí)行過程中所產(chǎn)生的一個值得關(guān)注的可選行為，因此考慮將“找回密碼”抽象為一個擴(kuò)展用例，并建立其與基礎(chǔ)用例之間的擴(kuò)展關(guān)系。

擴(kuò)展關(guān)系往往被用于處理異常或者構(gòu)建靈活的系統(tǒng)框架。使用擴(kuò)展關(guān)系可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展、提高系統(tǒng)的性能。擴(kuò)展關(guān)系還可用于處理基礎(chǔ)用例中那些不易描述的問題，使系統(tǒng)顯得更加清晰、易于理解[2]。

2 包含關(guān)系與擴(kuò)展關(guān)系的比較

包含關(guān)系和擴(kuò)展關(guān)系均屬于用例間的依賴關(guān)系，且基本表現(xiàn)形式都是從現(xiàn)有用例的事件流中抽取出部分行為，將其作為一個單獨(dú)的用例，從而達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)有用例的行為，并提高模型可維護(hù)性的目的。但兩者在實(shí)際使用過程中又存在著顯著的區(qū)別。以網(wǎng)上選課系統(tǒng)為例，結(jié)合用例的事件流描述過程，分析兩者的區(qū)別主要包括以下三方面。

2.1 新用例是否一定被執(zhí)行

在擴(kuò)展關(guān)系中，基礎(chǔ)用例“登錄系統(tǒng)”的執(zhí)行并不一定會涉及擴(kuò)展用例“找回密碼”，擴(kuò)展用例只有在滿足特定條件的情況下才會被執(zhí)行。而在包含關(guān)系中，當(dāng)基礎(chǔ)用例“選擇課程”執(zhí)行后，被包含用例“登錄系統(tǒng)”是一定會被執(zhí)行的。

因此擴(kuò)展用例描述的是基礎(chǔ)用例的可選行為，而被包含用例描述的是基礎(chǔ)用例的必然行為。

2.2 基礎(chǔ)用例脫離于新用例是否完整

在擴(kuò)展關(guān)系中，即使沒有擴(kuò)展用例“找回密碼”，基礎(chǔ)用例“登錄系統(tǒng)”本身也是完整的，而對于包含關(guān)系，基礎(chǔ)用例“選擇課程”在沒有被包含用例“登錄系統(tǒng)”的情況下就是不完整的存在。

2.3 新用例能否脫離于基礎(chǔ)用例而獨(dú)立存在

在擴(kuò)展關(guān)系中，擴(kuò)展用例“找回密碼”不是一個完整的用例，必須依賴于基礎(chǔ)用例“登錄系統(tǒng)”，且不能單獨(dú)被參與者所調(diào)用。

而在包含關(guān)系中，被包含用例“登錄系統(tǒng)”脫離于基礎(chǔ)用例“選擇課程”可獨(dú)立存在，并且可以單獨(dú)被參與者所調(diào)用[3]。

3 結(jié)束語

包含關(guān)系和擴(kuò)展關(guān)系是用例圖中應(yīng)用最為廣泛的兩種依賴關(guān)系，兩者相似度極高，為了能夠做到準(zhǔn)確識別、科學(xué)建模，有效描述用戶訪問行為，確保后續(xù)軟件開發(fā)活動順利開展，建議在用例模型構(gòu)建過程中，遵循以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）將公共的行為抽取出來，放到一個被包含用例中，建立與基礎(chǔ)用例間的包含關(guān)系。通過這種方式，可以避免對公共行為的重復(fù)描述，有效提高了模型的可維護(hù)性。

（2）將異常處理或變化的行為抽取出來，放到一個擴(kuò)展用例中，建立與基礎(chǔ)用例間的擴(kuò)展關(guān)系。通過這種方式，可以把當(dāng)前用例中值得關(guān)注的可選行為從必需的行為中分離出來，從而達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)有用例行為的目的。