常用UML图及PlantUML代码画图：整体概述及用例图

整体概述

目的：通过使用UML使得在软件开发之前，对整个软件设计有更好的可读性，可理解性，从而降低开发风险。同时，也能方便各个开发人员之间的交流。

概念：统一建模语言(Unified Model Language, UML)，是由一整套图表组成的标准化建模语言。

软件：Visio、Visual Paradigm

插件：PlantUML

分类   

按展示角度分类

在UML系统开发中有三个主要的模型：

功能模型：从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。

对象模型：采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类别图、对象图。

动态模型：展现系统的内部行为。包括序列图，活动图，状态图。

按功能分类

UML图分为结构图和行为图。

结构图：分为类图、轮廓图、组件图、组合结构图、对象图、部署图、包图。

行为图：分为活动图、用例图、状态机图和交互图。

交互图：分为序列图、时序图、通讯图、交互概览图。

用例图

用例图是指由参与者（Actor）、用例（Use Case），边界以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的视图。是系统的蓝图。

通俗些的描述，用例图是用来显示一组用例、参与者以及它们之间关系的图。它描述了用户希望如何使用一个系统。通过用例图可以知道谁是系统相关的用户，他们希望系统提供哪些服务，以及他们需要为系统提供什么样的服务。

主要作用

• 用来描述要开发的系统的功能需求和系统的使用场景
• 促进开发过程中各个阶段工作的进展
• 用来验证与确认系统需求

概念    

参与者（Actor）

参与者也叫角色，它表示了系统的用户的集合。参与者指的不是具体用户本身，而是它在系统中所扮演的角色。如，一个用户在淘宝可以同时是买家和卖家两种角色。

注意：这里的用户并不特指人，如果我们开发的是公共 API 项目，那么这个时候，API 的调用者就是我们的用户。 

用例（Use Case）

用例是对一组动作的描述，系统通过执行这些动作将对用例的参与者产生可以看到的结果。用来描述参与者可以感受到的系统服务或者功能。在 UML 中，用例通常用一个椭圆形符号来表示。

使用用例进行系统需求分析的特点：

• 用例是从系统的使用者角度来描述系统中的信息，即在系统的外部所能看到的系统的功能，而不考虑系统内部对该功能的具体实现

• 用例描述了可见需求，对应一个具体的用户目标。使用用例可以用来划分系统与外部实体的界限

• 用例通常由某个参与者来执行

• 用例把执行结果返回给参与者

• 用例在功能上具有完整性。它从参与者接受输入，再将产生的结果输出给参与者

当需要对用例进行详细说明时，可以需要编写用例描述：

用例之间的关系    

关联关系（Association）

表示参与者与用例之间的交互，通信途径，任何已放都可发送或接受消息。使用普通箭头的实心线，箭头指向消息接收方。

代码示例

```plantuml@startuml:用户: as user(取款) as uc1user -right-> uc1@enduml```

包含关系（Include）

包含关系指的是两个用例之间，其中一个用例(基本用例)的行为包含了另外一个用例(包含用例)。

在 UML 图中，包含关系用带箭头的虚线表示，并且线上标有<<include>>，箭头的方向是从基本用例到包含用例。

代码示例

```plantuml@startuml:买家: as user(加入购物车) as addList(获取商品库存) as getRest(获取用户购物车数量) as getListNum
user -right-> addListaddList ..> getRest: <<include>>addList ..> getListNum: <<include>>@enduml```

扩展关系（Extend）

扩展关系是对基本用例的扩展，基本用例是一个完整的用例，即使没有子用例参与，也可以完成一个完整的功能。扩展的基本用例中存在一个扩展点，只有扩展点被激活时，子用例才会被执行。扩展关系是从扩展用例到基本用例的关系，它说明扩展用例如何插入到基本用例中。

扩展用例的使用场景：

表明用例的某一部分是可选行为

表明只在特定条件下才执行的分支

表明可能有一组行为，其中的一个或多个行为可以在基本用例中的扩展点处插入。所插入的行为和顺序取决于在执行基本用例时与主角进行的交互。

在 UML 图中，使用带箭头的虚线表示，并且虚线上标有 <<extend>>。

代码示例

```plantuml@startuml:买家: as user(购买商品) as buyProduct(打折) as discount
user -right-> buyProductbuyProduct .right.> discount: <<extend>>@enduml```

泛化关系（Generalization）

泛化关系指的是一般(父用例)与特殊(子用例)的关系。当多个用例共同拥有一种类似的结构和行为时，可以将它们的共性抽象为父用例，其他的用例作为泛化关系中的子用例。

代码示例

```plantuml@startumlleft to right direction' 将默认方向从上到下改为从左到右
:买家: as user(查找商品) as searchProduct(精确搜索) as exactlySearch(模糊搜索) as fuzzySearch
user --> searchProductsearchProduct <|-- exactlySearchsearchProduct <|-- fuzzySearch@enduml```

分组关系

在一些用例图中，用例的数目可能很多，这时就需要把这些用例组织起来。这种情况在一个系统包含很多子系统时就会出现。另一种可能就是，当你按顺序和用户会谈，收集系统需求时，每个需求必须用一个单独的用例来表达，这时就需要某种方式来对这些需求进行分类。

最直接的方法就是把相关的用例放在一个包中组织起来。一组用例可以放在一个文件夹中。

总结    

综上所述，用例之间存在着一定的关系，这些关系既有联系又有区别，在扩展关系中，基本用例是一个完整的用例，即是可以独立存在的用例。一个基本用例执行时，可以执行，也可以不执行扩展部分。

在包含关系中，基本用例可能时，也可能不是一个完整的用例。在执行基本用例时，一定会执行包含用例(inclusion use case)部分。

如果需要重复处理两个或多个用例时，可以考虑使用包含关系，实现一个基本用例对另一个用例的引用。

当处理正常行为的变型而且只是偶尔描述时，可以考虑只用泛化关系；当描述正常行为的变型而且希望采用更多的控制方式时，可以在基本用例中设置扩展点，使用扩展关系。