深入理解UML用例图中的关系：包含与扩展

在UML建模中，用例图是一种用于描述系统功能需求的图形化工具。本文将重点讨论用例图中的两种关键关系：包含关系（Include）和扩展关系（Extend），并提供具体的例子来加深理解。

参与者与用例的关系

参与者与用例之间的关系是指参与者如何与系统交互，以完成特定的任务。这种关系通常表现为参与者触发或参与某个用例的过程。

用例之间的关系

包含关系（Include）

包含关系表示一个用例在执行过程中必须调用另一个用例。这通常发生在多个用例共享相同的功能时。例如，在一个图书管理系统中，无论是借书还是还书，都需要检查书籍是否逾期。

概念： 包含关系确保了一个用例的功能可以通过调用另一个用例来实现，从而避免重复代码，提高系统的可维护性。

表示符号： 包含关系用带有箭头的虚线表示，箭头指向被包含的用例，并标记为<>。

使用场合：

• 当多个用例中有重复的功能时，可以将这些功能提取到一个单独的用例中，并通过包含关系将其引入其他用例。


• 当一个用例的功能过于复杂时，可以将其拆分为多个较小的用例，通过包含关系进行组织。

代码示例：

class Coat // 外套
{
    public string Name { get; set; }
    public double Price { get; set; }

    public Coat(string name, double price)
    {
        Name = name;
        Price = price;
    }

    public void Pay()
    {
        Discount();
        Console.WriteLine("该件外套的应付款为：{0}", Price);
    }

    public void Discount()
    {
        Price *= 0.8;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Coat myCoat = new Coat("劲霸", 1000);
        Console.WriteLine("该外套的名称为：{0}", myCoat.Name);
        Console.WriteLine("该外套的原价为：{0}", myCoat.Price);
        myCoat.Pay();
    }
}

扩展关系（Extend）

扩展关系允许一个用例在特定条件下扩展另一个用例的行为。这通常用于处理可选的或条件性的功能。例如，在一个订单管理系统中，普通支付流程可以在满足一定条件时（如金额超过某个阈值）应用折扣。

概念： 扩展关系允许一个用例在特定条件下增加额外的行为，而不改变基本用例的核心逻辑。

表示符号： 扩展关系用带有箭头的虚线表示，箭头从扩展用例指向基本用例，并标记为<>。

使用场合：

• 当某些功能仅在特定条件下才需要执行时，可以将这些功能放在扩展用例中。


• 将常规操作放在基本用例中，将特殊操作放在扩展用例中，以保持用例图的清晰和简洁。

代码示例：

class Coat // 外套
{
    public string Name { get; set; }
    public float Price { get; set; }

    public Coat(string name, float price)
    {
        Name = name;
        Price = price;
    }

    public void Pay()
    {
        if (Price > 800)
            Discount(0.9f);
        Console.WriteLine("该件外套的应付款为：{0}", Price);
    }

    public void Discount(float x)
    {
        Price *= x;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Coat myCoat = new Coat("劲霸", 1000);
        Console.WriteLine("该外套的名称为：{0}", myCoat.Name);
        Console.WriteLine("该外套的原价为：{0}", myCoat.Price);
        myCoat.Pay();
    }
}

总结

通过本文的介绍，我们了解了UML用例图中的包含关系和扩展关系。这两种关系在建模系统功能时非常重要，能够帮助我们更好地组织和管理用例，提高系统的可维护性和可扩展性。

在实际应用中，区分包含关系和扩展关系的关键在于理解每个关系的语义和使用场景。包含关系用于处理重复的功能，而扩展关系用于处理可选的或条件性的功能。