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标题:★数据库正规化和设计技巧★新手来学习.

1楼
菜鸟foxtable 发表于:2009/2/14 13:02:00

数据库正规化和设计技巧

  开发数据库管理软件过程中数据库设计是非常重要的,如果设计不当,查询起来就非常吃力,程序的性能也会受到影响。无论你使用的是mySQL或者oracle数据库,通过进行正规化的表格设计,可以令你的代码更具可读性,更容易扩展,从而也会提升应用的性能。
     简单说来,正规化就是在表格设计时,消除冗余性和不协调的从属关系。在本文中,我将通过五个渐进的过程来告诉你在设计中应该了解的正规化技巧。从而建立一个可行而且效率高的数据库。本文也会详细分析一下可以利用的关系类型。
  
     这里假定我们要建立一个用户信息的表格,其中要存储用户的名字、公司、公司地址和一些个人的收藏夹或url。在开始时,你可能定义一个如下的表格结构:
  
   零状态形式
  
   users
   name    company    company_address    url1                         url2
   Joe       ABC           1 Work Lane          abc.com                    xyz.com
   Jill         XYZ           1 Job Street           abc.com                   xyz.com
  
  
     由于没有进行任何的正规化处理,我们将这种形式的表称为零状态形式的表。留意其中的url1和url2字段---如果我们在应用中需要第三个url呢?这样你就要在表格中多加一列,很明显,这不是一个好办法。如果你要创建一个富有扩展性的系统,你就要考虑使用第一个正规化的形式,并且应用到该表格中。
  
   第一级正规化形式
  
   1.消除每个表格中重复的组
   2.为每套相关的数据建立一个独立的表格
   3.使用一个主键来标识每套相关的数据
  
     以上的表格明显违反了上面第一条的规定,那么第三条的主键又是什么意思呢?很简单,它只是在每个记录中加入一个唯一的、自动增加的整型值。通过这个值,就可以将两个姓名一样的记录区分开来。通过应用第一级正规化形式,我们得到了以下的表格:
  
   users
   userId     name        company      company_address       url
   1            Joe           ABC             1 Work Lane               abc.com
   1            Joe            ABC             1 Work Lane               xyz.com
   2            Jill             XYZ             1 Job Street                abc.com
   2            Jill             XYZ               1 Job Street            xyz.com
  
     现在我们的表格可以说已经处在第一级正规化的形式了,它已经解决了url字段的限制问题,不过这样的处理后又带来了一个新的问题。每次在user表中插入一条记录的时候,我们都必须重复所有的公司和用户数据。这样不仅令数据库比以前大了,而且很容易出错。因此还要经过第二级正规化处理。
   第二级正规化形式
  
   1.为应用在多条记录的字段建立独立的表格
   2.通过一个foreign key来关联这些表格的值
  
     我们将url的值放在一个独立的表格中,这样我们就可以在以后加入更多的数据,而无需担心产生重复的值。我们还通过主键值来关联这些字段:
  
   users
   userId name company company_address
   1         Joe    ABC        1 Work Lane
   2         Jill       XYZ        1 Job Street
  
   urls
   urlId    relUserId      url
   1           1            abc.com
   2           1            xyz.com
   3           2            abc.com
   4            2           xyz.com
  
     如上所示,我们创建了独立的表格,users表中的主键userid现在与url表中的foreign key relUserId关联。现在的情况好象已经得到了明显的改善。不过,如果我们要为ABC公司加入一个员工记录呢?或者更多,200个?这样我们就必须重复使用公司名和地址,这明显不够冗余。因此我们将应用第三级正规化方法:
  
   第三级正规化形式
  
   1.消除不依赖于该键的字段
  
   公司名及地址与User Id都是没有关系的,因此它们应用拥有自己的公司Id:
  
   users
   userId name   relCompId
   1          Joe       1
   2          Jill        2
  
   companies
   compId  company    company_address
   1            ABC            1 Work Lane
   2             XYZ           1 Job Street
  
  
   urls
   urlId   relUserId     url
   1          1             abc.com
   2          1             xyz.com
   3          2             abc.com
   4          2                xyz.com
  
  
     这样我们就将companies表中的主键comId和users表中名字为relCompId的foreign key关联起来,就算为ABC公司加入200个员工,在companies中也只有一条记录。我们的users和urls表可以不断地扩大,而无需担心插入不必要的数据。大部分的开发者都认为经过三步的正规化就足够了,这个数据库的设计已经可以很方便地处理整个企业的负担,此看法在大多数的情况下是正确的。
  
     我们可以留意一下url的字段--你注意到数据的冗余了吗?如果给用户用户输入这些url数据的HTML页面是一个文本框,可任意输入的话,这并没有问题,两个用户输入同样收藏夹的概率较少,不过,如果是通过一个下拉式的菜单,只让用户选择两个url输入,或者更多一点。这种情况下,我们的数据库还可以进行下一级别的优化--第四步,对于大多数的开发者来说,这一步都是忽略的,因为它要依赖一个很特别的关系--一个多对多的关系,这在我们的应用中是还没有遇到过的。
   数据关系
     在定义第四个正规化的形式前,我想首先提一下三种基本的数据关系:一对一,一对多和多对多。我们回头看一下经过第一个正规化的users表。要是我们将url的字段放在一个独立的表中,每次在users表中插入一个记录,我们就会在urls表中插入一行。我们将得到一个一对一的关系:用户表中的每一行,都将在urls表中找到相应的一行。对于我们的应用来说,这既不实用也不标准。
  
  然后看看第二个正规化的例子。对于每个用户记录,我们的表格允许有多个urls的记录与之关联。这是一个一对多的关系,这是一个很常见的关系。
  
     对于多对多的关系来说,就有点复杂了。在我们的第三个正规化形式的例子中,我们的一个用户与很多的url有关,而我们想将该结构变为允许多个用户与多个的urls有关,这样我们就可以得到一个多对多的结构。在讨论前,我们先看看表格结构会有些什么变化
  
   users
   userId    name       relCompId
   1             Joe        1
   2              Jill        2
  
   companies
   compId    company    company_address
   1            ABC            1 Work Lane
   2            XYZ           1 Job Street
  
  
   urls
   urlId        url
   1            abc.com
   2            xyz.com
  
  
   url_relations
   relationId   relatedUrlId   relatedUserId
   1                 1               1
   2                 1                2
   3                 2                 1
   4                 2                  2
  
     为了进一步减低数据的冗余,我们运用第四级正规化形式。我们创建了一个颇奇怪的url_relations表,里面的字段均为主键或者foreign key。通过这个表,我们就可以消除urls表中的重复项目。以下是第四个正规化形式的具体要求:
  
   第四个正规化形式
  
   1.在一个多对多的关系中,独立的实体不能存放在同一个表格中
   由于它仅应用于多对多的关系,因此大多数的开发者可以忽略这条规定。不过在某些情况下,它是非常实用的,这个例子就是这样,我们通过将相同的实体分离出来,并且将关系移到它们自己的表格中,从而改进了urls表格。
  
   为了令你更容易明白,我们举个具体的例子,以下将用一个SQL语句选择出所有属于joe的 urls:
   SELECT name, url FROM users, urls, url_relations WHERE url_relations.relatedUserId = 1 AND users.userId = 1 AND urls.urlId = url_relations.relatedUrlId
   如果我们想要遍历每个人的个人信息和url信息,我们可以这样做:
   SELECT name, url FROM users, urls, url_relations WHERE users.userId = url_relations.relatedUserId AND urls.urlId = url_relations.relatedUrlId
   第五级正规化形式
   还有一级正规化的形式,它并不常见,有点深奥,并且在大部分的情况下都是不必要的。它的原则是:
   1.原来的表格必须可以通过由它分离出去的表格重新构建
  
   使用这个规定的好处是,你可以确保不会在分离的表格中引入多余的列,所有你创建的表格结构都与它们的实际需要一样大。应用这条规定是一个好习惯,不过除非你要处理一个非常大型的数据,否则你将不需要用到它。
[此贴子已经被作者于2009-2-14 13:03:18编辑过]
2楼
知无 发表于:2009/2/14 14:48:00

好.非常值得学习

3楼
mr725 发表于:2009/2/14 16:08:00

好深奥啊~, 第一次看到哦,谢谢大菜鸟先生,你更本不菜呀,全是荤的,有内容。

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