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在完成需求获取后，需求分析是将原始需求转化为精确、可实现模型的关键环节。本章将围绕需求分析模型的多种表示方法、分析过程、优先级确定以及验证等内容展开，结合 Java 代码和在线图书借阅系统案例，帮助读者深入理解需求分析的核心要点。
5.1需求分析与验证
5.1.1 顺序图
顺序图用于描述对象之间的交互顺序，强调消息传递的时间先后关系，能清晰展现系统在特定场景下的动态行为。
以在线图书借阅系统的 “图书借阅” 流程为例，顺序图如下：
5.1.2 通信图
通信图同样用于展示对象间的交互，但它更侧重于对象之间的链接关系，通过在对象之间标注消息来体现交互过程。
“图书借阅” 的通信图如下：
5.1.3 状态图
状态图用于描述对象的状态变化以及导致状态变化的事件，适用于展示具有多种状态转换的对象行为，如图书的状态变化。
图书的状态图如下：
5.1.4 扩充机制
UML 的扩充机制包括构造型（Stereotype）、标记值（Tagged Value）和约束（Constraint）：
- 构造型：用于扩展 UML 元素的语义，例如定义 <<WebService>> 构造型表示一个 Web 服务类。
- 标记值：为 UML 元素添加额外信息，如为类添加 version="1.0" 的标记值表示版本号。
- 约束：用于定义元素必须满足的条件，例如 “图书的库存数量必须大于等于 0”。
在 Java 代码中使用注释模拟构造型示例：
// <<Entity>> 表示这是一个实体类
class Book {
// 标记值：bookType="fiction" 表示图书类型为小说
private String title;
private String author;
// 约束：库存数量必须大于等于0
private int stock;
// 省略其他方法
}5.2 需求分析的过程模型
需求分析的过程模型一般包含以下步骤：
- 对获取的需求进行梳理和分类；
- 运用 UML 图（如顺序图、类图）建立需求分析模型；
- 进行需求优先级分析；
- 对模型进行评审和验证。
其流程图如下：
5.3 需求优先级分析
5.3.1 确定需求项优先级
确定需求项优先级可采用 MoSCoW 法，将需求分为：
- Must have（必须有）：如在线图书借阅系统的 “图书借阅”“图书归还” 功能。
- Should have（应该有）：如 “图书续借” 功能。
- Could have（可以有）：如 “图书推荐” 功能。
- Won't have（本次不做）：如 “图书社交分享” 功能。
5.3.2 排定用例分析的优先顺序
根据需求优先级，对用例分析排序。例如，先分析 “图书借阅”“图书归还” 等高优先级用例，再处理 “图书续借” 等次要用例。
5.4 用例分析
5.4.1 精化领域概念模型
在在线图书借阅系统中，领域概念包括 “图书”“读者”“借阅记录” 等。通过分析需求，明确各概念的属性和关系，如 “读者” 与 “借阅记录” 是一对多关系。
5.4.2 设置分析类
根据领域概念模型，设置分析类。Java 代码示例如下：
class Book {
private String title;
private String author;
private int stock;
public Book(String title, String author, int stock) {
this.title = title;
this.author = author;
this.stock = stock;
}
// 省略getter和setter方法
}
class Reader {
private String name;
private String id;
public Reader(String name, String id) {
this.name = name;
this.id = id;
}
// 省略getter和setter方法
}
class BorrowRecord {
private Reader reader;
private Book book;
private java.util.Date borrowDate;
public BorrowRecord(Reader reader, Book book) {
this.reader = reader;
this.book = book;
this.borrowDate = new java.util.Date();
}
// 省略getter和setter方法
}5.4.3 构思分析类之间的协作关系
分析类之间通过方法调用实现协作。例如，Reader 类通过调用 Book 类的 borrowBook 方法实现图书借阅，同时创建 BorrowRecord 记录借阅信息。
5.4.4 导出分析类图
根据上述分析，生成分析类图：
5.5 利用快速原型辅助需求分析
通过开发快速原型（如使用 HTML/CSS/JavaScript 搭建简单的图书借阅界面原型），可以更直观地向用户展示系统功能，获取用户反馈，进一步完善需求分析。例如，用户可能在体验原型后提出 “希望借阅界面显示推荐图书”，从而补充需求。
5.6 评审分析模型
组织开发团队、用户和客户对需求分析模型进行评审，检查模型是否准确反映需求、是否存在逻辑错误或遗漏。例如，评审时发现分析类图中 “借阅记录” 缺少 “归还日期” 属性，及时进行修正。
5.7 需求规约
需求规约是对软件需求的正式文档描述，包含功能需求、非功能需求、约束条件等内容。以下是在线图书借阅系统需求规约的部分示例：
5.8 需求验证
通过以下方式验证需求：
- 评审：检查需求文档的完整性和一致性。
- 测试：编写测试用例验证需求的可实现性，例如编写测试方法验证图书借阅功能是否正确更新库存。Java 测试代码示例：
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
class BookTest {
@Test
public void testBorrowBook() {
Book book = new Book("Test Book", "Author", 5);
assertTrue(book.borrowBook());
assertEquals(4, book.getStock());
}
}本章详细介绍了需求分析模型的多种表示方法及分析过程，通过案例、代码和图表帮助读者掌握需求分析的核心技能。在实际项目中，需求分析是一个不断迭代优化的过程，需要灵活运用这些知识确保需求的准确性和完整性。如果对某个知识点有疑问，或希望补充更多案例，欢迎随时交流！
为了更清晰呈现本章知识结构，可通过思维导图梳理需求分析模型相关要点，涵盖从表示方法到验证的全流程，帮助读者构建系统化认知框架。