用例图详解：自动售货机系统与UML中的功能契约

用例图和用例是软件需求分析中的重要工具，用于系统模型化和用户需求理解。在UML（统一建模语言）中，用例图是一种图形化的表示方式，用于展示系统、行为者、用例及其相互关系。以下是用例图的主要构成要素和特性： 1. **系统**：用例图中的方形框代表系统，它是被描述的对象，即需要设计和实现的软件或硬件组件。 2. **行为者（Actor）**：椭圆形表示外部用户或者系统参与者，他们与系统进行交互，如自动售货机系统的顾客。行为者通过线条人（通常表示为箭头）与用例相连，表明他们的角色和参与度。 3. **用例（Use Case）**：椭圆形表示系统的行为或功能，是系统对行为者请求的响应。用例是对用户需求的具体描述，描述系统如何完成特定任务，如“投入硬币购买矿泉水”。 4. **关系**：用例图中的连线表示用例之间的关系，可以是顺序、并发、扩展或其他依赖关系。例如，用例“订货”可能包含多个子用例，如“订货成功”和“订货失败”作为次要脚本。 5. **用例定义**：用例定义是对系统行为的详细描述，包括可能的交互流程、选择分支和异常处理。用例是可被行为者感知到的系统功能，它代表了一个明确的用户目标。 6. **用例特征**： - **用户可见**：用例代表用户能够直接体验的功能，例如购买商品。 - **双向交互**：用例与行为者之间是双向的，意味着系统不仅响应行为者的请求，也可能需要行为者进行响应。 - **完整性**：用例必须是一个自包含的过程，从开始到结束，没有遗漏的步骤。 - **脚本（Scenario）**：用例的实际执行过程，是系统功能的实例，比如自动售货机中的具体操作序列。 7. **脚本和场景**：脚本是用例中的单一流程路径，包括主要和次要路径，用于描绘不同情况下的行为。在“订货”用例中，可能会有成功下单和订单无货两种脚本。 总结来说，用例图是需求分析阶段的关键工具，通过可视化的方式帮助理解和沟通系统需求，确保软件开发过程中满足用户期望和行为。它强调了系统功能的用户视角和互动性，通过脚本和用例定义提供了一种清晰的方式来组织和设计软件功能。