四、需求分析→數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

??

?? 從這開始，就真正進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)啦。先說點(diǎn)體會(huì)，我剛開始接觸編程的時(shí)候，都是編寫一些小東西，往往都是半天或者一天什么的就編完了，那時(shí)候根本沒想過做程序之前還要有需求分析。經(jīng)過快兩年的學(xué)習(xí)，接觸的都是比較大的系統(tǒng)，才明白沒有需求分析的程序都太業(yè)余了，沒有任何技術(shù)含量。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來說，如果需求分析不到位，那么將有災(zāi)難性的后果，從這節(jié)的小標(biāo)題就能看出，需求是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基石，需求定了，數(shù)據(jù)庫基本上就定了，數(shù)據(jù)庫定了，程序的基本功能也就定了。我們以一個(gè)簡(jiǎn)單的學(xué)生管理系統(tǒng)為例子，來分析一下需求。分析需求地球人一般都是用UML圖，啥是UML圖呢，就是一種把程序用圖形表示的標(biāo)準(zhǔn)，它可以表示需求、程序流程、程序模塊、程序功能等等，可以說，UML圖畫完了，程序基本上就出來了，目前比較好的畫UML的工具是Rational rose，不多說啦，剩下的就交給google了。本系統(tǒng)的需求非常簡(jiǎn)單，就是老師可以添加、刪除、修改學(xué)生記錄，學(xué)生的記錄包括：學(xué)號(hào)、年級(jí)、班級(jí)、姓名、性別、年齡、備注(這些就是字段)。根據(jù)這些敘述，我們可以畫出UML用例圖(用例圖就是用來分析需求的):

?

?

?? 根據(jù)需求分析我們就可以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫了，非常“簡(jiǎn)單”嘛，需要一個(gè)表就行了，把它命名為student表，里邊添加剛剛提的那些字段就可以了。注意，數(shù)據(jù)庫中的一切，包括：數(shù)據(jù)庫名、表名、字段名、存儲(chǔ)過程等等，都要用英文，不可以出現(xiàn)中文，因?yàn)樵凼菍I(yè)菜鳥，不走業(yè)余路。接著往下看，教你如何創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。??

?? 作為專業(yè)教程，俺不會(huì)教你用鼠標(biāo)建立數(shù)據(jù)庫，咱們要用T-SQL語句建立數(shù)據(jù)庫，也就是寫數(shù)據(jù)庫腳本。這樣建立數(shù)據(jù)庫，相當(dāng)于留了個(gè)備份，無論到哪，只要有SQL環(huán)境，直接執(zhí)行一下腳本數(shù)據(jù)就建好了，非常方便快捷，就算是第一次寫腳本，也比用鼠標(biāo)建立數(shù)據(jù)庫快。在大型系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，腳本還可以作為數(shù)據(jù)庫維護(hù)的依據(jù)，非常有用。那么怎樣寫呢，打開SQL server 2005 Management Studio，輸入帳號(hào)密碼登錄平臺(tái)，然后點(diǎn)一下左上角的"新建查詢"就可以打開查詢分析器了，我們可以在這輸入任何SQL語句。

?? 第一步先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，我先把創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)格式給大家：

       create database studentManager

   On primary

   (

   name=student_data,

   filename='E:\SQL Server2008 SQLFULL_CHS\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\student_data.mdf',

   size=3,

   maxsize=unlimited,

   filegrowth=1

   )

   Log on

   (name=student_log,

   filename='E:\SQL Server2008 SQLFULL_CHS\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\student_log.ldf',

   size=1,

   maxsize=20,
  

?

?? 相信看著這個(gè)很多人都蒙了，簡(jiǎn)單說一下，其實(shí)這么多代碼，也就第一句最重要，意思是創(chuàng)建一個(gè)名字叫studentManager的數(shù)據(jù)庫。On primary下邊的是對(duì)數(shù)據(jù)庫的一些初始設(shè)置，比如：路徑、初始大小、增量等等。Log on下邊的是對(duì)數(shù)據(jù)庫日志的設(shè)置，也是那么幾項(xiàng)。很明確的告訴大家，除非是特殊需求，否則我們沒必要管那么多，默認(rèn)的就夠咱們用了，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫就一句話：create database studentManager，輸入完后點(diǎn)一下工具欄上的“執(zhí)行”，就搞定啦。數(shù)據(jù)庫建完了，就該在數(shù)據(jù)庫里建表了，還是先給出代碼：

?

       --指定數(shù)據(jù)庫

   use t_studentManager; 



   --創(chuàng)建t_student表

   create table t_student

   (

   number varchar(20) PRIMARY KEY, --PRIMARY KEY 是主鍵約束

   grade varchar(10) NOT NULL, --NOT NULL是非空約束

   class varchar(10) NOT NULL,

   [name] varchar(20) NOT NULL, --name屬于sql保留字，所以用方括號(hào)括起來

   sex varchar(1) NOT NULL CHECK(sex in ('男','女')), --CHECK約束，意思是性別字段只能是男或女。

   age int NOT NULL,

   remark varchar(100),

   addTime datetime DEFAULT(getdate())--默認(rèn)值約束，getdate()獲取服務(wù)器時(shí)間

   ); 
  

?? 給大家解釋一下，剛剛我們創(chuàng)建完數(shù)據(jù)庫，在這要引用一下，也就是use，這樣才可以在指定數(shù)據(jù)庫中建表。

??create table當(dāng)然就是建表的意思了，在表名前最好加一個(gè)"t_"，表示是表(table)，這樣容易區(qū)分，而且專業(yè)。括號(hào)里的就是這個(gè)表中的字段，格式是：字段名類型 約束，注意每個(gè)字段寫完后邊都要加逗號(hào)(最后一個(gè)就不用加啦)，表示分隔。舉這個(gè)例子，約束用的還是比較全的，重點(diǎn)說說約束。約束可是數(shù)據(jù)庫中相當(dāng)重要的東西，它保證了數(shù)據(jù)庫的安全和穩(wěn)定，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)完整性。約束主要有6種，分別是：NOT NULL約束(非空約束)、PRIMARY KEY約束(主鍵約束)、FOREIGN KEY約束(外鍵約束)、UNIQUE約束(唯一約束)、CHECK約束(檢查約束)、DEFAULT約束(默認(rèn)值約束)。這些約束可以用在任何字段的后邊，一個(gè)字段也可以有多個(gè)約束，用空格分隔即可，比如上邊的sex字段，就同時(shí)使用了非空約束和檢查約束。當(dāng)然，有些約束只能用一次，比如主鍵約束。我只是提了一下這些常用約束，大家了解我的目的就達(dá)到了，以后具體用到，再去google，就怕你不知道有這些約束。在查詢分析器中執(zhí)行這段代碼，表就建立好了，提示一下：SQL查詢分析器可以選中執(zhí)行，也就是你選中那些代碼就執(zhí)行那些代碼，建表的時(shí)候注意不要再次執(zhí)行建數(shù)據(jù)庫的語句哦。

?

?? 五、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫。

?? 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是程序的根基，也是一門藝術(shù)。上一節(jié)我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫，太隨意了，什么都沒有考慮，作為專業(yè)菜鳥，這樣是不行的。

?? 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，先要了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)三范式，簡(jiǎn)單說下：

?? 1.第一范式：是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，同一列中不能有多個(gè)值，即實(shí)體中的某個(gè)屬性不能有多個(gè)值或者不能有重復(fù)的屬性。

?? 2.第二范式：第二范式需要確保數(shù)據(jù)庫表中的每一列都和主鍵相關(guān)，而不能只與主鍵的某一部分相關(guān)（主要針對(duì)聯(lián)合主鍵而言）。

?? 3.第三范式：第三范式需要確保數(shù)據(jù)表中的每一列數(shù)據(jù)都和主鍵直接相關(guān)，而不能間接相關(guān)。

?? 這三個(gè)范式大致的意思就是：數(shù)據(jù)庫中表的職責(zé)要單一，依賴關(guān)系明確，盡量減少數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)冗余。從網(wǎng)上查，可以查到很多個(gè)人理解，我在這也不理解了，核心思想就是我剛剛說的。我首先聲明，三范式只是一個(gè)整體的指導(dǎo)思想，并不可能完全遵從，有時(shí)候數(shù)據(jù)冗余未必是壞事，要考慮實(shí)際情況。

?? 很明顯，剛剛我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫不符合三范式的要求。在此表中學(xué)生應(yīng)該依賴的是學(xué)號(hào)，而我們冒昧的把班級(jí)、年級(jí)也放在了這里，學(xué)生當(dāng)然也應(yīng)該依賴于班級(jí)、年級(jí)。這樣一來，表就亂了，造成的直接后果就是數(shù)據(jù)不完整，比如我們由于失誤，插入了一個(gè)年級(jí)是100的學(xué)生，而根本就沒有100這個(gè)班級(jí)。這樣還有個(gè)比較大的問題就是數(shù)據(jù)冗余，因?yàn)槲覀兠坎迦胍粋€(gè)學(xué)生，不得不記錄一次班級(jí)、年級(jí)，造成大量無用數(shù)據(jù)。所以我們要改，要把一個(gè)表拆成三個(gè)，分別是：年級(jí)表、班級(jí)表、學(xué)生表。這樣一來，數(shù)據(jù)庫就顯得漂亮多了。剛剛是一個(gè)表，我們還應(yīng)付得過來，現(xiàn)在三個(gè)表，記不住了怎么辦？別急，剛剛提到了UML圖，它可以用來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。在程序設(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)庫中的每一個(gè)表，都會(huì)在程序中映射成一個(gè)類，而表中的每一個(gè)字段，都是類中的一個(gè)屬性，它們的類型是一致的，我們管他叫做實(shí)體類(可以提前google一下三層架構(gòu)哦)，這時(shí)我們可以借助于UML中的類圖畫出數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。如下圖：

?

?

?? 通過UML類圖，清晰的描述了表之間的關(guān)系。所以，在大型項(xiàng)目開發(fā)中，必須借助工具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，展示數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，這樣我們才能優(yōu)化、改進(jìn)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫不是一下就能設(shè)計(jì)成功的，往往要根據(jù)需求的理解而發(fā)生變動(dòng)。很多童鞋可能會(huì)問為什么用實(shí)體類，我只說一句話：用實(shí)體類便于在程序中對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，實(shí)體類是對(duì)數(shù)據(jù)的打包，便于數(shù)據(jù)傳遞。剩下的就要去google啦~不多說。這下我們的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)算是完工了，刪掉原來的數(shù)據(jù)庫，對(duì)照這UML實(shí)體類圖寫優(yōu)化后的數(shù)據(jù)庫腳本，代碼如下：

?

       --創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

   create database studentManager;



   --指定數(shù)據(jù)庫

   use t_studentManager; 



   --創(chuàng)建年級(jí)表

   create table t_grade

   (

   id bigint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,

   [name] varchar(10) NOT NULL

   );



   --創(chuàng)建班級(jí)表

   create table t_class

   (

   id bigint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,

   gradeID bigint NOT NULL,

   [name] varchar(10) NOT NULL,

   CONSTRAINT FK_class_gradeID FOREIGN KEY(gradeID) REFERENCES t_grade(id) --外鍵約束

   );



   --創(chuàng)建t_student表

   create table t_student

   (

   number varchar(20) PRIMARY KEY, --PRIMARY KEY 是主鍵約束

   classID bigint NOT NULL,

   [name] varchar(20) NOT NULL, --name屬于sql保留字，所以用方括號(hào)括起來

   sex varchar(1) NOT NULL CHECK(sex in ('男','女')), --CHECK約束，意思是性別字段只能是男或女。

   age int NOT NULL,

   remark varchar(100),

   addTime datetime DEFAULT(getdate()),--默認(rèn)值約束，getdate()獲取服務(wù)器時(shí)間

   CONSTRAINT FK_student_classID FOREIGN KEY(classID) REFERENCES t_class(id) --外鍵約束

   ); 
  

?? 在講代碼之前，必須先說什么是外鍵約束，外鍵約束就是：A表的某個(gè)字段用到了B表的主鍵字段，那么A表中的這個(gè)字段就叫外鍵，A、B兩個(gè)表間的約束關(guān)系就叫外鍵約束。A表的外鍵字段必須依賴于B表的主鍵字段，如果向A表外鍵字段中添加一個(gè)B表主鍵字段中不存在的數(shù)據(jù)，那么將失敗。外鍵約束保證了數(shù)據(jù)的完整性和合理性。

?? 這段代碼，我還是要重點(diǎn)說說約束，與上一次創(chuàng)建表不同的是，不僅僅是表多了，而且最后多了外鍵約束，CONSTRAINT是創(chuàng)建一個(gè)約束，后邊接約束名；FOREIGN KEY代表該約束是外鍵約束，括號(hào)里寫字段名，代表這個(gè)字段是外鍵；REFERENCES是參考的意思，也就是參考哪個(gè)表里的哪個(gè)字段，也就是主鍵在哪，后邊接"表名(字段名)"。其實(shí)我是故意把它寫在最后的邊的，外鍵約束也是約束，完全可以放在字段定義的最后邊，也就是NOT NULL那個(gè)位置上，我這樣寫是想告訴大家還有另一種寫法，所有的約束都可以類似這樣寫，就是換個(gè)位置，我現(xiàn)在提出來避免大家以后見到發(fā)蒙。需要注意的是，創(chuàng)建表的括號(hào)里，無論是寫約束還是寫字段，都要用逗號(hào)分隔，千萬別忘了。

菜鳥也能飛：SQL數(shù)據(jù)庫實(shí)戰(zhàn)專業(yè)教程(二)