Java培訓(xùn)之?dāng)?shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì)

1.概念模型

概念模型是對真實(shí)世界中問題域內(nèi)的事物的描述，不是對軟件設(shè)計(jì)的描述。當(dāng)我們要完成一個軟件系統(tǒng)時，需要把系統(tǒng)中的實(shí)體抽取出來，形成概念模型。例如部門、員工都是系統(tǒng)中的實(shí)體。概念模型中的實(shí)體最終會成為Java中的類、數(shù)據(jù)庫中的表。今天我們需要了解的概念模型包括以下兩個：

• 對象模型：針對java中的實(shí)體類，例如我們之前學(xué)習(xí)的domain層中的User類等；
• 關(guān)系模型：對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表。

在java中有以下三個關(guān)系描述：

• is a：例如貓是動物，表示繼承關(guān)系；
• has a：例如人有兩只手，表示的是類與成員的關(guān)系；
• use a：表示類與方法之間的關(guān)系；

我們今天主要關(guān)注的是第二個關(guān)系：類與成員的關(guān)系。這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以分為如下三種：

• 一對一關(guān)聯(lián)：例如老公和老婆就是一對一的關(guān)系，一個老公只能有一個老婆，而一個老婆只能有一個老公；
• 一對多關(guān)聯(lián)：例如每個員工都從屬一個部門，而一個部門可以有多個員工，其中員工是多方，而部門是一方，從部門角度來說就是一對多，而從員工角度來說就是多對一；
• 多對多關(guān)聯(lián)：老師與學(xué)生的關(guān)系就是多對多，一個老師可以有多個學(xué)生，一個學(xué)生可以有多個老師。

概念模型在java中對應(yīng)這實(shí)體類，在實(shí)體類中使用成員變量完成關(guān)聯(lián)關(guān)系，而且一般都是雙向關(guān)聯(lián)，以下是java中實(shí)體類與成員之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如下所示：

• 一對多：部門與員工之間是一對多的關(guān)系

class Employee {//多方關(guān)聯(lián)一方     ...     private Department department;//在員工類中關(guān)聯(lián)部門類  }  class Department {//一方關(guān)聯(lián)多方     ...     private List<Employee> employees; //在部門類中關(guān)聯(lián)員工類  }

• 一對一：丈夫與妻子之間是一對一的關(guān)系

class Husband {//一方關(guān)聯(lián)一方      ...      private Wife wife; //在丈夫類中關(guān)聯(lián)妻子類   }   class Wife {//一方關(guān)聯(lián)一方      ...      private Husband husband; //在妻子類中關(guān)聯(lián)丈夫類   }

• 多對多：學(xué)生與老師之間是多對多關(guān)系

class Student {//多方關(guān)聯(lián)多方      ...      private List<Teacher> teachers; //在學(xué)生類中關(guān)聯(lián)教師類   }   class Teacher {//多方關(guān)聯(lián)多方      ...      private List<Student> students; //在教師類中關(guān)聯(lián)學(xué)生類   }

由以上的關(guān)系可以看出，關(guān)聯(lián)一方時成員就是一方對象，而關(guān)聯(lián)多方時成員就是多方對象的集合。

2.外鍵約束

概念模型在數(shù)據(jù)庫中就對應(yīng)數(shù)據(jù)表，那么表與表之間的關(guān)系也包括：一對一，一對多，多對多。而表與表之間關(guān)系是通過外鍵來維護(hù)的。
一個表的外鍵是另一個表或它本身的主鍵，如圖1-1所示：

圖1-1 emp表
在emp表中有兩個外鍵，分別是mgr、deptno，其中mgr代表的是員工的上級編碼，它引用的是emp表的主鍵empno，因?yàn)閱T工的上級也是員工，所以上級的編號一定是emp表的主鍵；而deptno是dept表即部門表的主鍵，由圖1-1可以發(fā)現(xiàn)，emp表中deptno列的值有重復(fù)的，表明部門是一方，員工是多方。
外鍵約束特性如下：

• 外鍵必須是另一表或自身表的主鍵的值；
• 外鍵可以重復(fù)；
• 外鍵可以為空；
• 一張表中可以有多個外鍵。

我們來查看一下部門表，如圖1-2所示:

圖1-2 dept表
圖1-2中，部門表的主鍵值包括：10、20、30、40，emp表中的deptno列的值引用了dept表的deptno列的值，而圖1-1中，emp表的最后一條記錄，名為張三的部門編號是50，這顯然不符合外鍵約束的要求，因?yàn)樵趀mp表中沒有設(shè)置外鍵約束因此才沒有報(bào)錯。后面我們會學(xué)習(xí)如何設(shè)置外鍵約束。
外鍵值可以重復(fù)，對于emp表來說，一個部門中有多個員工，那么emp表中一定有多個員工的deptno列的值是相同的。
外鍵值可以為null，emp表中的一條記錄還沒有與dept表建立關(guān)聯(lián)時，該條記錄的外鍵值可以為null。
由以上可以發(fā)現(xiàn)，在對象模型中，兩個實(shí)體的關(guān)聯(lián)是通過在各個實(shí)體中引用關(guān)聯(lián)實(shí)體對象體現(xiàn)的，而在數(shù)據(jù)庫表中表與表的關(guān)聯(lián)是通過一個字段關(guān)聯(lián)的。
如果表之間建立了關(guān)聯(lián)關(guān)系，會有如圖1-3所示的效果：

圖1-3 表與表的關(guān)系
圖1-3中，book表中的cid是外鍵，引用自category表中的cid主鍵；orderitem表中的bid是外鍵，引用自book表的主鍵bid，oid也是外鍵，引用的是orders表中的oid主鍵；orders表中的uid是外鍵，引用自user表中的主鍵uid。這些表與表之間的關(guān)系，就可以通過上圖很清楚的體現(xiàn)出來。

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作者：傳智播客Java培訓(xùn)學(xué)院
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