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# 第3章 用例图
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> **考试重要度**：★★★★★
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> **核心内容**：参与者和用例的识别、用例之间的三种关系（包含/扩展/泛化）、用例描述编写、系统边界
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## 📢 先从生活场景理解用例图
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你去银行ATM机取钱，整个过程是这样的：
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你（客户）把卡插进去 → 输入密码 → 选择"取款" → 输入金额 → 拿钱 → 取卡
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```
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在用例图中：
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- **你（客户）** = **参与者**（Actor）—— 系统外部跟系统打交道的人或系统
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- **"取款"** = **用例**（Use Case）—— 系统提供的一项功能
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- **取款的详细步骤** = **用例描述**（Use Case Description）
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💬 **一句话**：用例图 = 画出"谁"能用系统"做什么"。
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## 💡 一、参与者（Actor）
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### 什么是参与者？
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> **定义**：系统以外的、需要使用系统或与系统交互的外部实体。
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**三类参与者**：
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| 类型 | 举例 |
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|------|------|
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| **人** | 客户、图书管理员、系统管理员 |
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| **外部设备** | 打印机、传感器、扫描仪 |
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| **外部系统** | 短信平台、第三方支付系统、课程目录系统 |
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### 怎么找参与者？
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🔑 **口诀**：找参与者 = 找"谁在用系统"和"系统跟谁通信"。
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> 例：大学图书管理系统中——"读者通过图书管理员借还书籍，系统管理员维护数据"
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>
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> 参与者有：**读者**、**图书管理员**、**系统管理员**
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### 参与者之间的泛化关系
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💬 **什么是泛化**？= 特殊参与者继承了普通参与者的所有能力，还能做更多事。
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> 例：网上购物系统——普通用户只能浏览，注册会员可以浏览+购买。
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> 注册会员 = 普通用户的"特殊版"，这就是泛化关系。
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**泛化的好处**：减少连线数量，简化用例图——特殊参与者自动继承普通参与者的所有关联。
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## ✍️ 边学边练（一）
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**题目**：阅读以下系统描述，找出所有参与者。
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"在某大学图书管理系统中，读者通过系统管理员办理借书证。读者分学生和教师。读者借还书籍要通过图书管理员来完成。系统管理员负责借书证维护和图书数据维护等操作。"
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**答案：**
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参与者有：**图书管理员**、**系统管理员**。
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注意：读者不是直接的参与者！因为读者"通过"图书管理员来借还书——他们不直接跟系统交互。但如果系统有自助借还机，读者就可以直接操作，此时读者就是参与者。
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⚠️ **易错点**：不是所有提到的人物都是参与者，只有直接跟系统交互的才是。
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## 💡 二、用例（Use Case）
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### 什么是用例？
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> **定义**：参与者可以感受到的、系统提供的一项完整功能。
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🔑 **命名规则**：用**动宾结构**——"借书"、"还书"、"查询图书"、"修改密码"。
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### 用例的特征
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1. **站在系统外部**看到的系统功能（不是内部实现）
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2. **总是跟参与者交互**（孤立的操作不算用例）
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3. 是一个**行为上相关的步骤序列**（不是一个动作）
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4. 用例分析本质上是**功能分解**
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### 怎么找用例？
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🔑 **口诀**：找用例 = 找"参与者能在这个系统里干什么"。
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> 例：大学图书管理系统——读者能"查找图书"，图书管理员能"借书""还书""查找图书"，系统管理员能"维护借书证""维护图书数据"。
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## 💡 三、用例之间的关系（重点！必考！）
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用例之间有三种关系：**包含**、**扩展**、**泛化**。
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### 1. 包含关系（<<include>>）
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> **含义**：基本用例的行为中**必然**会执行被包含用例的行为。
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💬 **比喻**：就像"坐飞机"必然包含"安检"——你想坐飞机就必须过安检，逃不掉。
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> 例：网上购物——"在线购物"必然包含"检查信用卡"。
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> 例：ATM取款——"取款"必然包含"登录验证"。
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**特征**：包含关系是**必须的**、**不可跳过的**。
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### 2. 扩展关系（<<extend>>）
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> **含义**：基本用例的行为中**有条件地**执行扩展用例的行为。
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💬 **比喻**：就像"坐飞机"可能扩展"升舱"——不是每次都升舱，只有条件满足时才升。
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> 例：图书借阅——"还书"时如果超期，才会扩展执行"缴纳罚款"。
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> 例：网上购物——"下单"时如果选了礼品包装，才会扩展执行"礼品包装"。
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**特征**：扩展关系是**可选的**、**有条件的**。
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### 🔑 包含 vs 扩展 对比（必考！）
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| 对比维度 | 包含 <<include>> | 扩展 <<extend>> |
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|----------|------------------|-----------------|
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| **执行方式** | 必然执行 | 条件执行 |
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| **方向** | 基本用例 → 包含用例 | 扩展用例 → 基本用例（箭头指向基本用例） |
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| **是否可跳过** | 不可跳过 | 满足条件才执行 |
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| **生活比喻** | 坐飞机必安检 | 坐飞机可选升舱 |
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⚠️ **画图易错**：包含关系的箭头方向是**基本用例指向包含用例**，扩展关系的箭头方向是**扩展用例指向基本用例**——两个方向相反！
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### 3. 泛化关系
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> **含义**：子用例继承父用例的行为，并可以覆盖或增加。
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💬 **比喻**：就像"支付"是父用例，"微信支付""支付宝支付""银行卡支付"是子用例——它们都是支付，但具体方式不同。
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## ✍️ 边学边练（二）
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**题目**：选课系统描述如下，找出用例和关系。
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"学生在登录系统后可以查询课程、注册课程。课程目录从旧系统读取。每学期开始时，系统管理员开放注册。学生选课前必须先查询课程目录。学生完成选课时可以生成课程表，也可以随时生成课程表。系统管理员在登录后可维护学生信息、开放和关闭注册。"
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**答案：**
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**参与者**：学生、系统管理员、旧课程目录系统
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**用例及关系**：
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- 学生：查询课程、注册课程、生成课程表、登录
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- 系统管理员：登录、维护学生信息、开放注册、关闭注册
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- 关系：
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- "注册课程" 包含 "查询课程"（选课前必须先查课）← 包含关系
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- "查询课程"也可能独立存在
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- "生成课程表"是"注册课程"的扩展（选课后可生成，也可随时生成）
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⚠️ **关键判断**："必须先……"就是包含关系；"可以……"就是扩展关系。
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## 💡 四、用例描述
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### 为什么需要用例描述？
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💬 用例图只是"目录"——你看到"取款"这个名字，但不知道取款到底怎么操作。用例描述就是详细的"说明书"。
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### 用例描述的模板
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| 描述项 | 说明 |
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|--------|------|
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| **用例名称** | 动宾结构，如"取款" |
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| **参与者** | 谁使用这个用例 |
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| **前置条件** | 执行前必须满足什么条件 |
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| **后置条件** | 执行后系统变成什么状态 |
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| **基本操作流程** | 正常情况下的步骤序列 |
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| **可选操作流程** | 异常情况或分支的步骤序列 |
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| **特殊需求** | 非功能性需求和设计约束 |
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### 三种ATM取款的用例描述对比
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通过对比你会发现，不同银行的取款流程不一样：
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| 步骤 | 农业银行 | 建设银行 | 东莞银行 |
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|------|----------|----------|----------|
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| 1 | 验证密码 | 输入金额 | 判断是否第一次取款 |
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| 2 | 输入金额 | 检查余额 | 若首次→输入金额；否则→验证密码→输入金额 |
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| 3 | 检查余额 | 足额→出钞 | 检查余额 |
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| 4 | 足额→出钞 | 不足→失败 | 足额→出钞；不足→失败 |
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💬 **启示**：同样叫"取款"，不同系统的操作流程可能完全不同！所以**用例描述必不可少**。
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## 💡 五、系统边界
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> **定义**：系统边界 = 系统内部和外部的分界线。
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> - 用例画在边界**里面**（系统能做什么）
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> - 参与者画在边界**外面**（谁在使用系统）
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🔑 **核心理解**：系统边界决定了谁是参与者。
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> 例：基金交易系统
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> - 如果**只做交易**（买卖基金）→ 基金管理系统是**外部系统**（参与者）
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> - 如果**交易+管理**（买卖+维护基金品种）→ 基金管理系统变成**系统内部功能**
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## ✍️ 边学边练（三）
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**题目**：判断以下说法是否正确。
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1. 包含用例必然被执行，扩展用例条件被执行。
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2. 包含关系的箭头从包含用例指向基本用例。
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3. 系统边界决定了谁是参与者。
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4. 用例描述可有可无，有图就够了。
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**答案：**
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- ① ✅ 正确。包含=必然，扩展=条件。
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- ② ❌ 错误。包含关系箭头从**基本用例指向包含用例**（基本用例"使用"包含用例）。扩展关系箭头从**扩展用例指向基本用例**。
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- ③ ✅ 正确。边界划在哪里，决定了谁是"外面的"参与者。
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- ④ ❌ 错误。没有描述的用例就像只有目录的书——只知道标题不知道内容。
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## 📝 章末自测
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**1. 填空题**
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- 参与者分三类：（ ___ ）（ ___ ）、外部设备、（ ___ ）（ ___ ）
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- 用例之间的关系有三种：（ ___ ）（ ___ ）、（ ___ ）（ ___ ）、（ ___ ）（ ___ ）
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- 在用例图中，用例画在系统边界的（ ___ ）（ ___ ）（里面/外面）
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**2. 判断题**（对还是错？）
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- ( ) 一个参与者只能是一个人
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- ( ) 包含关系表示可选的功能
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- ( ) 扩展关系的箭头指向基本用例
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- ( ) 系统边界决定了谁是参与者
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- ( ) 用例描述就是用于说明用例的操作流程
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**3. 简答题**
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- 简述包含关系和扩展关系的区别。
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- 参与者之间的泛化关系有什么作用？
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**答案：**
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**填空题**：人、外部系统；包含关系、扩展关系、泛化关系；里面
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**判断题**：❌(也可以是外部系统) ❌(包含=必然) ✅ ✅ ✅
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**简答题**：
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- 包含关系：基本用例必然执行包含用例（如取款必登录）；扩展关系：基本用例有条件执行扩展用例（如还书超期才罚款）。箭头方向也不同，包含箭头是基本→包含，扩展箭头是扩展→基本。
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- 泛化关系让特殊参与者继承普通参与者的所有关联，减少连线数量，简化模型。
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## 📘 真题演练
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**题目**：为"网上酒店预订系统"画用例图。需求：客户可浏览酒店、预订房间、取消预订、查看订单。管理员可管理酒店信息、管理房间信息、处理预订。客户和管理员都需要登录后才能操作。
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**答案：**
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**参与者**：客户、管理员
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**用例**：
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- 客户：浏览酒店、预订房间、取消预订、查看订单、登录
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- 管理员：管理酒店信息、管理房间信息、处理预订、登录
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**关系**：
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- "浏览酒店"不需要登录（独立用例）
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- "预订房间"包含"登录"（预订前必须登录）
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- "管理酒店信息"包含"登录"
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- 其他需要登录的用例同理
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⚠️ **关键**：登录通常作为包含用例，因为它是一个共用的强制性步骤。
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