OO系统分析员之路--用例分析系列（1）--什么是用例

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作者：安庆风  小布鲁斯的blog

OO系统分析员之路--用例分析系列（1）--什么是用例

2008-07-18 10:12

我发现，在OO和UML几乎一统天下的今天，仍有很多系统分析员对OO和UML一知半解，甚至包括很多已经使用了很久UML的系统分析员。

于是打算写一个系列文章，将多年来的工作经验做一个总结。对初学者起个启蒙作用，也希望抛砖引喻，与各路大虾共同探讨，共同提高。

这个系列文章将以我对OO和系统分析的理解为主，从UML基础开始，阐述面向对象的需求分析方法，过程，并以RUP为例，阐述如何将OO过程与软件过程有机结合在一起，做一个真正OO应用。

好了，今天是第一篇。想得很远，真希望我能坚持下去，呵呵

用例是什么？其原始英文是usecase，直译过来就成了用例。这也是一个比较贴切的叫法了，从字面的直接理解就是使用的例子。另一种比较流行的定义是用例就是与使用者(actor)交互的，并且给使用者提供可观测的有意义的结果的一系列活动的集合。
这个定义还是比较费解的，笔者在众多应聘者中发现很多使用用例来做需求的系统分析员，有的已经使用了两年以上，但仍不能把握用例的本质，虽然他们号称精通UML。

最具普遍意义的理解错误是认为用例就是功能的划分和描述，认为一个用例就是一个功能点。在这种理解下，用例变成了仅仅是较早前需求中功能框图的翻版，很多人用用例来划分子系统，功能模块和功能点。如果这样，用例根本没有存在的必要。有意思的是，造成这种理解错误的相当一部分原因却是因为对OO思想的理解不够深入，本质上说，把用例当成功能点的系统分析员脑子里还是面向过程的那一套思想，虽然他们在使用OO的工具，OO的语言，号称在做面向对象的开发，但过程的影子还没有从他们脑子里彻底抹去。

如果用例不是功能的话，它是什么呢？从定义上说，能给使用者提供一个执行结果的活动，不就是功能吗？我的回答是：错！功能是计算机术语，它是用来描述计算机的，而非定义需求的术语。功能实际描述的是输入-->计算-->输出。这让你想到了什么？DFD图？这可是典型的面向过程分析模式。因此我说把用例当做功能点的分析员实际在做面向过程的分析。
而用例则不是计算机术语，UML除了在计算机行业中应用，它也经常被应用在其它行业中。用例是一种需求方法学，虽然软件危机和OO的发展促成了它的诞生并被完美的融合进了OO体系，形成了UML，但它实际上并不是软件行业的专用品。如果非要从功能的角度解释，那么用例可以解释为一系列完成一个特定目标的“功能”的组合，针对不同的应用场景，这些“功能”体现不同的组合方式。实际上，把用例解释为某个参与者(actor)要做的一件事可能更为合适。这样的一件事有以下几个特征：
一、这件事是相对独立的。这意味着它不需要与其它用例交互而独自完成参与者的目的。也就是说这件事从“功能”上说是完备的。读者可能会想到，用例之间不是也有关联关系吗？比如扩展，比如实现，比如继承，它看上去并不是独立的嘛。关于这个问题，笔者会在后续的文章里详细说明。这里稍微解释一下，用例之间的关系是分析过程的产物，而且这种关系一般的产生在概念层用例阶段和系统层用例阶段。对于业务用例，这个特征是很明显的。
二、这件事的执行结果对参与者来说是可观测的和有意义的。例如，系统会监控参与者在系统里的操作，并在参与者删除数据之前备份。虽然它是系统的一个必需组成部分，但它在需求阶段却不应该作为用例出现。因为这是一个后台进程，对参与者来说是不可观测的，它应该在系统用例分析阶段定义。又比如说，登录系统是一个有效的用例，但输入密码却不是。这是因为登录系统对参与者是有意义的，这样他可以获得身份认证和授权，但输入密码却是没有意义的，输入完了呢？有什么结果吗？
三、这件事必须由一个参与者发起。不存在没有参与者的用例，用例不应该自动启动，也不应该主动启动另一个用例。用例总是由一个参与者发起，并且满足特征二。例如从ATM取钱是一个有效的用例，ATM吐钞却不是。因为ATM是不会无缘无故吐钞的，否则，我从此天天守在ATM旁，生活无忧矣。
四、这件事必然是以动宾短语形式出现的。即，这件事必须有一个动作和动作的受体。例如，喝水是一个有效的用例，而“喝”和“水”却不是。虽然生活常识告诉我们，在没有水的情况下人是不会做出喝这个动作的，水也必然是喝进去的，而不是滑进去的，但是笔者所见的很多用例中类似“计算”，“统计”，“报表”，“输出”，“录入”之类的并不在少数。

除去以上的特征，笔者觉得用例的含义还要更深些。首先，用例的背后是一种需求方法论。其核心是以参与者为中心（区别于以计算机系统为中心），从参与者的角度来描述他要做的日常工作（区别于以业务流程描述的方式），并分析这些日常工作之间是如何交互的（区别于数据流的描述方式）。换句话说，用例分析的首要目标不是要弄清楚某项业务是如何一步一步完成的，而是要弄清楚有多少参与者？每个参与者都做什么？业务流程分析则是后续的工作了。其次，用例简直就是为OO而生的，其思想完美的符合OO。用例分析方法试图找到问题领域内所有相对独立的参与者和事件，并把业务流程当成是这些参与者和事件之间的交互结果（在UML用活动图或序列图来描述）。因此，用例方法被吸纳到OO之后，UML得以以完备的形式出现，用例成为了真正的OO核心。在RUP里，这种核心作用被发挥到极致，产生了用例驱动（usecase driven）的软件过程方法，在RUP里，软件生产的所有过程和产物都是围绕着用例形成的。

可以说，用例分析是OO的第一步。如果用例分析本身出了问题，对业务架构，软件架构的影响是很大的，将大大削弱OO的优势--复用、扩展。笔者认为软件复用可以分为三个层次，最低层次的复用是代码级复用，这是由OO语言特性提供支持的，例如继承，聚合，多态；较高层次的复用是组件级复用，这是由设计模式提供支持的，例如Factory模式,Builder模式；最高层次的复用则是服务级复用，这在很大程度上是由应用服务器和通讯协议来提供支持的，例如最近炒得火热的SOA（面向服务的应用）架构。用例分析的好坏也许对代码级和组件级的复用影响不太大，但对服务级的复用影响却是巨大的。笔者认为服务级复用是OO的最高境界，而结构良好的用例分析则是达到这一境界的基础。

闲话：
今天你OO了吗？
如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少业务流程，先画出业务流程图，然后顺藤摸瓜，找出业务流程中每一步骤的参与部门或岗位，弄清楚在这一步参与者所做的事情和填写表单的结果，并关心用户是如何把这份表单传给到下一个环节的。那么很不幸，你还在做面向过程的事情。

如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少部门，多少岗位，然后找到每一个岗位的业务代表，问他们类似的问题：你平时都做什么？这件事是谁交办的？做完了你需要通知或传达给谁吗？做这件事情你都需要填写些什么表格吗？....那么恭喜你，你已经OO啦！