重郵版第十二章

第十二章對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫本章要點面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο蠖x語言O(shè)DL對象關(guān)系模型面向?qū)ο笤O(shè)計和關(guān)系設(shè)計與復(fù)雜類型有關(guān)的查詢12.1面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο髷?shù)據(jù)庫（ObjectOrientedDataBase，OODB）：以面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)對象的行為進(jìn)行建模，用已有的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言來透明地訪問數(shù)據(jù)庫對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ObjectRelationalDataBaseSystem，ORDBS）：以關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL為基礎(chǔ)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型上添加面向?qū)ο蟮奶匦?，并對SQL語言進(jìn)行擴(kuò)充12.1.1類類（Class）：是對共享同樣屬性和方法的所有對象的抽象描述，每個對象稱為類的實例（Instance）類相當(dāng)于關(guān)系模型中的關(guān)系模式，類的屬性相當(dāng)于關(guān)系模式中的屬性，對象相當(dāng)于元組類的組成：變量集合、在類之間通信的消息集合，實現(xiàn)消息的方法集合面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式就是類的集合12.1.2對象對象（Object）：是對客觀世界中存在實例的抽象描述，是由一組數(shù)據(jù)和在這組數(shù)據(jù)上操作的程序代碼封裝而成的基本單位對象的組成：變量集合：描述對象狀態(tài)、組成和特性的數(shù)據(jù)消息集合：能由對象接收和響應(yīng)，是對象與系統(tǒng)進(jìn)行交互的接口方法集合：是實現(xiàn)消息的代碼段，是對對象的操作，方法返回值是對消息的響應(yīng)。12.1.3繼承繼承：是面向?qū)ο蠹夹g(shù)中一個重要而基本的概念，是一個類自動繼承其他類所有屬性和方法的機(jī)制由現(xiàn)有的類導(dǎo)出新的類，新的類被稱為原有類的“子類”（Subclass），是類的特化，而原有類稱為“超類”（Superclass），是類的泛化單繼承：一個子類只繼承一個超類的屬性和方法多重繼承：一個子類繼承了多個超類的屬性和方法12.1.4多重繼承注：從多個超類中繼承的屬性或方法有相同的名字，會引起二義性問題不同系統(tǒng)的解決辦法：重命名：將P分成兩個變量，一個命名為A.P，另一個命名為B.P系統(tǒng)根據(jù)類創(chuàng)建的順序，選擇其中一個作為子類的屬性變量用戶根據(jù)自己的需要，自己選擇屬性值系統(tǒng)將這種情況作為錯誤處理12.1.5對象標(biāo)識對象標(biāo)識（ObjectIdentifier，OID）：具有永久性的，在全系統(tǒng)內(nèi)是唯一的，不隨對象的屬性值和方法的改變而改變對象標(biāo)識的特點：唯一性不可重用性獨立于對象狀態(tài)獨立于對象的物理存儲位置12.1.6對象包含對象包含又稱為對象嵌套，即一個對象的屬性也是一個對象包含其他對象的對象稱為復(fù)雜對象（ComplexObject）或復(fù)合對象（CompositeObject）類之間的包含關(guān)系實現(xiàn)了關(guān)系模型中的“is-part-of”聯(lián)系一個類的屬性可以是一個基本類也可以是一個一般類12.2面向?qū)ο笳Z言面向?qū)ο笳Z言是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言的擴(kuò)展，包括對象定義語言(ObjectDefinitionLanguage，ODL)和對象操作語言(ObjectManipulateLanguage，OML),其中OML又分為對象查詢語言(ObjectQueryLanguage，OQL)和對象控制語言(ObjectControlLanguage，OCL)12.3對象關(guān)系模型在關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL上添加面向?qū)ο筇匦缘膶ο?關(guān)系數(shù)據(jù)庫，既保持了關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)非過程化的數(shù)據(jù)存取方式和數(shù)據(jù)的獨立性，繼承了關(guān)系數(shù)據(jù)庫原有的數(shù)據(jù)管理能力，又增加了數(shù)組、集合等有繼承性及對象標(biāo)識的面向?qū)ο筇匦缘臄?shù)據(jù)模型和對這些類型操作的能力，因此對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫比面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫更普遍12.3.1嵌套關(guān)系嵌套關(guān)系模型是關(guān)系模型的一個擴(kuò)展，也就是說，關(guān)系可以存儲在關(guān)系中，一個復(fù)雜對象就可以用嵌套關(guān)系的一個元組來表示12.3.2復(fù)雜類型對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫在基本數(shù)據(jù)類型的基礎(chǔ)上提供了諸如數(shù)組、集合、記錄等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，元組的屬性中可以包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型集合類型：一組相同類型元素組成的滿足一定要求的有序集合被稱為集合類型，又稱為聚集類型集合類型一般分為以下5種集合類型（SetType）：一組有相同類型的元素?zé)o序無重復(fù)的集合多重集合類型：也稱為包集合（Multiset/BagType），一組具有相同類型的元素?zé)o序有重復(fù)的集合列表集合（ListType）：一組類型相同的元素有序且可以重復(fù)的集合，但集合中元素位置可變，可按位置訪問或更改數(shù)組類型（ArrayType）：一組類型相同的元素有序且可以重復(fù)的集合，元素也可按位置訪問或更改，但元素位置是不可變的字典類型（DictionaryType）：由一組“<碼,值>”（<k,v>）對構(gòu)成的無序無重復(fù)的集合，一般用于索引結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型(StructuredType)：又稱為元組類型(TupleType)或行類型(RowType)，是一組有密切關(guān)系但屬性屬于不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的元組【例12-2】在購買記錄中有一個購買日期為MyData類型，為購買日期和購買記錄定義如下：CREATETYPEMyDate(dayINTEGER,monthINTEGER,yearINTEGER)CREATETYPEList(clothing-NoINTEGER,addressMyString,dateMyDate,phoneSETOF(INTEGER),buyerSETOF(MyString))CREATETABLElistOFTYPEList大對象類型(LargeObject，LOB)：對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持大對象的存儲大對象類型分為以下4種：二進(jìn)制數(shù)據(jù)大對象類型(BinaryLargeObject，BLOB)：一般存儲音頻、圖像數(shù)據(jù)等字符型數(shù)據(jù)大對象類型(harLargeObject，CLOB)：一般存儲長字符串、文本型數(shù)據(jù)等字節(jié)字符型數(shù)據(jù)大對象類型(NCharLargeObject，NCLOB)二進(jìn)制文件(BinaryFILE，BFILE)：存儲在數(shù)據(jù)庫外的操作系統(tǒng)文件中，是只讀的，不能參與數(shù)據(jù)庫的事務(wù)12.3.3引用類型引用類型又叫參照類型，簡稱REF類型，它具有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言提供的對對象的引用功能【例12-3】在網(wǎng)上服裝銷售系統(tǒng)中，要對部分顧客信息進(jìn)行引用，可以定義如下：buyerSETOF(REF(Customer))引用類型一般有兩種實現(xiàn)方式：一種是對類型的引用，另一種是對元組的引用【例12-4】VIP對Person的引用限制在Customer表中的元組中，其定義如下：VIPREF(Person)SCOPECustomer12.3.4繼承類型類型繼承：類型繼承是對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫中類型之間最基本的關(guān)聯(lián)?！纠?2-5】設(shè)人的類型定義為Person，用類型繼承的方法定義管理員和顧客的類型Seller和Customer如下：CREATETYPEPerson(nameMyString,social-securityINTEGER)如果希望管理員和顧客有不同于Person的屬性存在，可以自定義Seller和Customer類型如下：

CREATETYPESeller(numberINTEGER,departmentMyString)UNDERPersonCREATETYPECustomer(numberINTEGER,addressMyString,phoneINTEGER)UNDERPerson【例12-6】當(dāng)管理員購買自己服裝店中的服裝時，用類型繼承的方式定義員工顧客的類型Seller-Customer如下：CREATETYPESeller-CustomerUNDERSeller,Customer【例12-7】使用換名子句AS重新對員工顧客的類型Seller-Customer定義如下：CREATETYPESeller-CustomerUNDERSellerWITH(numberASSeller-No),CustomerWITH(numberASCustomer-No)【例12-8】將員工顧客的類型Seller-Customer看作是“葉節(jié)點”，則定義如下：CREATETYPESeller-CustomerUNDERSellerWITH(numberASSeller-No),CustomerWITH(numberASCustomer-No)FINAL;表繼承：與類型繼承概念相似，子表的類型必須是超表類型的子類型，即超表中的每個屬性都出現(xiàn)在子表中?！纠?2-9】設(shè)有表Person，定義其子表seller和customer如下：CREATETABLEPerson(nameMyString,social-securityINTEGER)CREATETABLEseller(numberINTEGER,departmentMyString)UNDERPeopleCREATETABLEcustomer(numberINTEGER,addressMyString,phoneINTEGER)UNDERPeople【例12-10】子表seller-customer可以定義如下：CREATETABLEseller-customerUNDERsellerWITH(numberASseller-No)customerWITH(numberAScustomer-No)12.4面向?qū)ο笤O(shè)計和關(guān)系設(shè)計從面向?qū)ο髮傩缘疥P(guān)系屬性對象元素關(guān)系模型元素域域類表接口無屬性列標(biāo)識符碼操作（具有存儲過程范型）存儲過程操作（具有存儲功能范型）存儲功能關(guān)聯(lián)外碼或表關(guān)聯(lián)類表和兩個指向關(guān)聯(lián)的類所生成的外碼繼承表或外碼依賴無實現(xiàn)無引用無對象元素和關(guān)系模型元素的對應(yīng)關(guān)系將對象模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則：(1)類的轉(zhuǎn)換：一個類或?qū)ο罂梢灾苯愚D(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一個表，屬性類型則映射成數(shù)據(jù)庫中的域(2)繼承的轉(zhuǎn)換：類中父類與子類的繼承關(guān)系也不能直接映射到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，有3種方法將繼承關(guān)系映射到單個表中，即整個繼承關(guān)系被轉(zhuǎn)換成一張表，把子類中的屬性合并到父類中，將父類映射成一個表，通過表中的列來區(qū)分不同的類。每個類映射成一個表，繼承關(guān)系中的每個類都會生成單獨的表，子類的表和父類的表通過外碼關(guān)聯(lián)，外碼同時作為子類表的主碼每個具體的類映射成一個表，即只有繼承關(guān)系中的葉子節(jié)點類才會轉(zhuǎn)換成表，父類不進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個非葉子節(jié)點的類屬性所生成的列會對應(yīng)到葉子類的表中。(3)多重關(guān)系的轉(zhuǎn)換：類的關(guān)系映射中，一對一的關(guān)系一般不多，一對多的關(guān)系在數(shù)據(jù)庫中也能直接實現(xiàn)，但是多對多的關(guān)系要進(jìn)行分解關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換規(guī)則一對一單向的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)化時會生成一個外碼，外碼的方向和關(guān)聯(lián)的方向一致，父表的主碼會對應(yīng)成子表的外碼。而雙向的關(guān)聯(lián)則會生成兩個外碼，一般只需在一個表中保留外碼，將關(guān)聯(lián)屬性轉(zhuǎn)到此表中，刪除另一個表中的外碼。一對多不管是單向還是雙向，都只在多端表中生成外碼，多端持久類生成的表為子表，父表的主鍵會對應(yīng)成子表的外碼。例如每個服裝店都可以有多個雇員，將服裝店與雇員的雇傭關(guān)系表現(xiàn)在雇員表中，即雇員的屬性中加上店名一項，或是按照下面多對多的方式映射成表多對多將對象之間的關(guān)聯(lián)行為單獨地映射到一張表中，此表的屬性由兩個對象的主關(guān)鍵字和關(guān)聯(lián)屬性構(gòu)成多重關(guān)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則(4)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換：類或?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)耦合性較低時可直接映射成數(shù)據(jù)庫中的表，不必為對象之間或類之間的關(guān)系建立表，也不必設(shè)計數(shù)據(jù)的完整性；若數(shù)據(jù)之間有一定的耦合性時，則可以用SQL視圖為關(guān)系建立臨時的表聚集的轉(zhuǎn)換，即類或?qū)ο笾g存在整體與部分的關(guān)系時，關(guān)系映射成的表中關(guān)聯(lián)到子表的關(guān)鍵詞可以為空，映射成表后建立一對多的關(guān)系，并設(shè)置數(shù)據(jù)完整性規(guī)則，采用級聯(lián)修改和忽略插入刪除組合的轉(zhuǎn)換，主從關(guān)系的聚集，關(guān)系映射成的表中關(guān)聯(lián)到子表的關(guān)鍵詞不能為空，映射成表后建立一對多的關(guān)系，并設(shè)置數(shù)據(jù)完整性規(guī)則，修改和刪除都采用級聯(lián)和忽略插入。(5)關(guān)聯(lián)類的轉(zhuǎn)換：一些復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系本身也有一些屬性和操作，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系一般用一個類來表示，稱其為關(guān)聯(lián)類。將兩個相關(guān)聯(lián)的類轉(zhuǎn)換成表的過程中，可以將關(guān)聯(lián)類單獨轉(zhuǎn)換成表。面向?qū)ο笾袑ο蟮臉?biāo)識：對象根據(jù)其存活的時間可以分為揮發(fā)性對象和持久化對象揮發(fā)性對象：瞬態(tài)標(biāo)識符，只有在創(chuàng)建它的程序正在執(zhí)行時才合法，一旦程序結(jié)束，對象被刪除，其標(biāo)識符就沒有意義了。持久性對象：持久化對象標(biāo)識符，在程序結(jié)束后仍然有效，持久（Persistent）程度大概分以下3種(1)過程內(nèi)部持久(Intra-procedure)(2)程序內(nèi)部持久(Intra-program)(3)程序之間持久(Inter-program)

關(guān)系模型與對象關(guān)系模型的區(qū)別關(guān)系模型采用的數(shù)據(jù)模型要求數(shù)據(jù)有較高的結(jié)構(gòu)化，是面向機(jī)器的語法數(shù)據(jù)模型；只能處理非嵌套事務(wù)，引起數(shù)據(jù)的冗余，不利于查詢和更新；連接過多不同的關(guān)聯(lián)表，造成操作時間較長，在事務(wù)發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)比較困難對象關(guān)系模型能夠支持復(fù)雜對象，保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性；支持類型及表的繼承，有效地減少了數(shù)據(jù)的冗余；允許嵌套屬性的存在，能夠以更少的花費、更快的速度建立并維護(hù)數(shù)據(jù)庫；由于復(fù)雜對象的屬性和操作被封裝在一起，類型與類型之間可以繼承，相應(yīng)減少了關(guān)系模型中表之間的連接操作12.5與復(fù)雜類型有關(guān)的查詢經(jīng)過對SQL語句進(jìn)行擴(kuò)展，SQL可以處理復(fù)雜類型的查詢基于關(guān)系值的屬性路徑表達(dá)式聚組與析組（1）基于關(guān)系值的屬性：擴(kuò)展后的SQL允許用于計算關(guān)系值的表達(dá)式出現(xiàn)在關(guān)系名能夠出現(xiàn)的任何地方【例12-11】創(chuàng)建購買記錄list表如下：CREATETABLElist(clothing-NoINTEGER,addressMyString，dateMyDate,phoneSETOF(INTEGER),buyerSETOF(REF(Customer)))【例12-12】查詢電話為“12345678”服裝店的位置。SELECTaddressFROMlistWHERE"12345678"INphone【例12-13】查詢每款服裝購買者的名字。SELECTA.clothing-No,B.nameFROMlistASA,A.buyerASB聚集函數(shù)（如min()、max()和count()）是一個以屬性為集合，將其作為參數(shù)并返回的函數(shù)。它們可以用于任何以關(guān)系值為返回結(jié)果的SELECT表達(dá)式中?！纠?2-14】計算每款服裝的購買人數(shù)。SELECTclothing-No,COUNT(buyer)FROMlist

（2）路徑表達(dá)式：同計算關(guān)系值表達(dá)式一樣，路徑表達(dá)式也可以出現(xiàn)在SELECT、WHERE和FROM子句中【例12-15】定義管理員-購買記錄表s-list如下：CREATETABLEs-list(sellREF(seller))UNDERlist【例12-16】找出所有管理員的名字。SELECTFROMs-list路徑表達(dá)式【例12-17】查詢所有服裝的所有購買者的名字。SELECTA.nameFROMs-list.buyerASA

【例12-18】查找員工號為“123”的員工售出的服裝號。SELECTs-list.clothing-NoFROMs-listWHERE

s-list.sell.number="123