UML类模式在数据库中的应用

UML类模式在数据库中的应用 第 24 卷第 7期 124 No. 7 计算机应用与软件 Vo l 2007 年 7月Comp u te r App lica tion s and Softwa re J u l. 2007 UML 类模式在数据库中的应用 1 1 1 2贾晓辉 夏敏捷 赵巧萍 乐嘉锦 1 ()中原工学院 河南 郑州 450007 2 ()东华大学计算科学与技术学院 上海 200052 ,随着面向对象技术的迅猛发展 , UML 对建模符号进行了统一 ,在 关系模型是当前成熟的 、普遍应用的数据库 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 技术 摘 要 面向对象方法作出了重要贡献 ,将 UML 静态设计模型与关系数据库设计相结合 ,提出一套完整的对象 2关系映射方法 ,并进行相应 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化 ,满足 3N F,在创建数据库方面具有很大优越性 。 关键词 UML 类图 关系模型 映射 THE A PPL ICA T IO N O N D A TA BA SE FO R UM L CL A SS D IA GRAM 111 2J ia X iaohu i X ia M in jie Zhao Q iaop ingL e J ia jin 1 ( )Z hongyuan U n iversity of Technology, Z hengzhou 450007, H enan, C h ina 2 ( )S chool of Com pu ter S cience and Technology, D onghua U n iversity, S hangha i 200052, Ch ina A b stra c t The re la tiona l mode l is the pop u la r and m a tu re da taba se techno logy. The un ified sign nam ed a s UML is c rea ted w ith the deve l2 opm en t of O b jec t O rien ted techno logy, and ha s m ade impo rtan t con tribu tion on OO m e thod. A se t of m app ing m e thod abou t da taba se de sign nam ed ob jec t2re la tion sh ip is p re sen ted, wh ich is no t on ly fo rm a lized to 3N F bu t a lso ha s sup e rio rity in the fie ld of e stab lish ing and m a in ta in ing da taba se. Keyword s UML C la ss d iagram R e la tiona l mode l M app ing 及其对象之间的静态结构 ,反映类及类之间的关联 ,不仅可以完 成 ERD 的数据建模工作 ,还可以描述 ERD 不能表达的关系 ,文 0 引 言 章系统阐述了 UML 中类模型视图到关系数据库模型的映射方 因为数据库已经成为现代信息系统的基础与核心部分 ,所 法 ,并进行了应用举例 。 以数据库的设计在软件系统设计中占据着重要地位 ,其优劣直 接影响着信息系统的质量和运行效果 ,目前成熟的 、最常使用的 2 对象 —关系模型的映射 数据库设计采用 ERD 模型方法 ,主要针对数据进行建模 ,随着 面向对象设计的机制与关系模型的不同导致了面向对象设 面向对象的技术成为构建主流商业系统的方法 ,采用对象技术 计与关系数据库设计之间的不匹配 。对象模型侧重于使用包含 成为必然选择 ,如何应对由面向对象技术得到的数据模型和传 数据和行为的对象来构建应用程序 ,而关系模型则主要针对于 统的关系模型成为一个值得研究的课题 。 数据的存储 。 在为访问数据寻找一种合适的方法时 ,这种不匹配就成了 1 UM L 概述 主要矛盾 :使用对象模型 , 常常通过对象 之间的关系来进行访 问 ,而根据关系理论 ,则通过表的连接 、行列的复制来实施数据 UML 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和被构建系统有关的决策和理解 ,是一种定义良 的存取 ,不同机制的结合需要一种映射方法来解决该矛盾 ,从而 好 、易于表达 、功能强大的通用的可视化建模语言 ,用于对软件 获得成功的设计 。进行描述 、可视化处理 、构造和建立软件系统工件的文档 ,其出 现减少了各种软件开发工具之间无谓的分歧 ,深受计算机界欢2. 1 类的映射 迎 , 1997年被 OM G采纳成为面向对象方法的标准 。类是面向对象系统组织结构的核心 ,标识被建模系统中的 UML 提供用例图 、类图 、时序图 、活动图等各种静态和动态 离散概念 ,是一组具有相同 结构 、行为和 关系的对象的描述符 视图 ,对系统进行全面建模 ,其中 ,类图受到了 Pe te r Chen 1976 号 ,其映射主要包括属性类型 、属性 、类等几方面 。 年开发的“实 体 联 系 模 型 ”的 影 响 , 并 通 过 面 向 对 象 方 法 转 入 ) 1属性类型映射为域 属性类型可以是整数 、实数 、字符[ 1 ] UML ,主要用于系统静态设计视图的建模 , 是面向对象系统 型等类型 ,映射的时候 , 只需要定义相应 的数据类型和空间大 建模中最常见的图 ,一个类图显示了一组类 、接口 、协作及它们 [ 2 ] 收稿日期 : 2007 - 03 - 30。贾晓辉 , 讲师 , 主研领域 : 软件技术与数 之间的关系 。 据库 。 UML 中的类图主要由类及其关系组成 ,描述系统中各种类 的移植性 。 的时候通常在 A 数据库表端添加外键 ,指向另一个类 的主键 , ) 从而实现两个表的连接 。 2属性映射为字段 属性描述了相同类中所有对象的公 共特性 ,映射为数据库表的字段 ,映射时需要考虑关系模型的范 ( )式理论 ,使之满足 3N F,需进行下列规范 : 1 增加新列 O ID ,存 ( )放对象标识符 ,并作为主键唯一识别对象 ; 2 不是永久的类属 性不需要映射 ,例如发票类的合计属性可以通过计算得到 ,所以 ( )不需要保存在数据表中 ; 3对象属性映射为多列 ,如顾客类的 () 地址属性 地址本身映射为一张数据库表 需要映射为多个字 段 ; ) 3类映射为表 除非是非常简单的应用系统 ,在一般情况 下 ,类和表不是一一对应的关系 ,通常需要将存放数据的类映射 成为数据表 ,类的对象映射为数据表中的各个记录 ,图 1 为类 图 3 零或一对一关联映射 studen t及其关系模型映射 。 ( ) 3 一对多关联 A 的一个对象与 B 的多个对象关联 ,通过在 B 类对应的数 据库表中添加外键 ,指向另一个类的主键 ,从而建立两个表的连 接 。 图 1 类的映射 ( ) 4 多对多关联 2. 2 关系的映射 类之间的关系包括 : 泛化 、关联 、组合 、聚合等 ,各种不同的 ,通过在两个对象之间增加一个新对象 ,表 面向对象方法中 关系名称真实反映了现实世界中对象之间关系的多样性 ,具有 达其多对多的关联关系 ,关系数据库中 ,通过在两个表之间增加 关系数据库无法比拟的优越性 ,但是这种复杂性在进行关系数 一个表 ,转换为两个一对多的关系 ,来表达其多对多关系 。设计 据库设计时也带来了一定的难度 。 时 ,建 立 关 联 表 映 射 关 联 对 象 , 在 关 联 表 中 , 设 置 对 象 标 示 符 关系数据库通过外键来反映对象之间的联系 ,下面将一一 O ID ,同时增加两个外键 ,分别指向两个关联表 , 从而建立表的 阐述对象的各种关系在关系模型中的映射 。 连接 。 ) 1关联的映射 UML 中的关联关系描述了系统中对象或 实例之间的离散关系 ,是一种结构关系 ,关联关系涉及的对象数 目称为阶元 ,阶元的大小反映了关联的多重性 ,一般在关联两端 标出 ,根据阶元的数目可以将关联分为 4 种 : 一对一关联 ,零或 一对一关联 ,一对多关联 ,多对多关联 。 ( ) 1 一对一关联 A 和 B 两个类是一对一关联 ,映射数据库表时可以选择两 个类中的任意一方 ,在其所在类表中添加外键 ,指向另一方对应 表的主键 ,从而实现两个表的连接 。 图 4 多对多关联映射 ) 2 聚合关系的映射 聚合关系是一种特殊的关联关系 ,表 示事物的整体 /部分较弱的关系 。其中“部分 ”不仅可以被多个 [ 3 ] “整体 ”共享 ,而且“部分 ”独立于“整体 ”而存在 ,映射到关系 数据库模型时 ,同一对多关联的映射策略一致 。 图 2 零或一对一关联映射 ) 3组合关系的映射 组合关系是一种特殊的聚合关联关 ( ) 2 零或一对一关联 系 ,表示事物的整体 /部分较强的关系 。其中“部分 ”只能依赖 [ 3 ] 于一个“整体 ”,映射到关系数据库时 ,采用聚合关联类似的 ()下转第 82页 计算机应用与软件 82 2007年 对象 - 关系映射后得到相应关系模型 ,并进行相应规范化 ,使其 参 考 文 献 满足 3N F,为每个数据模型添加对象标识符 ,以唯一识别对象 ; [ 1 ] Java M ed ia F ram ewo rk A P I Gu ide. h ttp: / / java. sun. com /p roduc ts / ja2 地址类作为客户和供应商的一个属性 ,因为自身是一对象类 ,所 va2m ed ia / jm f / index. jsp , 1999 211 219. 以映射时需要将其相应属性映射成为数据模型的多列 ,如图 7 [ 2 ] Schu lzrinne H , GMD Foku s, Ca sne r S, e t a l. IETF R FC1889. R TP: A 所示 。 Tran spo rt P ro toco l fo r R ea l2Tim e App lica tion s. h ttp: / /www. ie tf. o rg / rfc / rfc1889. txt, 1996 , 1. Schu lzrinne H , GMD Foku s. IETF R FC1890. R TP P rofile fo r A ud io [ 3 ] and V ideo Confe rence s w ith M in im al Con tro l. h ttp: / /www. ie tf. o rg / rfc / rfc1890. txt, 1996 , 1. [ 4 ] Zhu W enb iao, Geo rgana s N D. JQO S: a QoS2ba sed In te rne t videocon2 ( ) fe renc ing system u sing the Java m ed ia fram ewo rk JM F . E lec trica l and Comp u te r Enginee ring, 2001. Canad ian Confe rence on Vo lum e 1 , 13 ,16 M ay 2001 , 1: 625 630. [ 5 ] Paja re s A , Gue rri J C, B e lda A , e t al. JM FMoD: a new system fo r m ed ia on dem and p re sen tation s. Eu rom ic ro Conference, 2002. P ro2 ceed ings. 28 th 4 26 Sep t. 2002: 160 167. ()上接第 78页 图 6 交易系统类图模型 方法 ,由于组合关系中整体和部分存在很强的所有和一致的生 命周期 ,所以子类所对应的子表中的外键不能为空 。 ) 4泛化关系的映射 泛化关系反映了类的继承关系 ,关系 模型中没有明确的方法表达继承 ,因此在映射时通常可以考虑 以下方法实现数据库表的映射 ,如图 5所示 。 图 7 交易系统数据模型 4 结束语 图 5 泛化关系映射 , 在 UML 技 术 指 导 文章针对传统的关系 模 型 的 设 计 特 性 ( ) 1 将整个类层次映射成为一个数据库表 ,将所有一般类下 ,提出了一套完整的对象 2关系映射方法 ,实现了关系模型的 和特殊类的所有属性都放在一张表中 ,其实现简单 ,但是增加了 设计 ,采用对象 2关系映射不仅能够快速创建数据的关系模型 , 类层次的耦合 ,同时浪费了大量数据库空间 。 同时使数据库更容易维护 。 ( ) 2 具体的子类映射成数据库表 ,抽象类不参加映射 ,实现对象模型到关系模型的迭代设计过程中 ,不仅需要紧密跟 相对简单 ,但是类的修改会导致相应的表及子类对应表的修改 。踪对象 2关系的映射 ,还需要解决数据库结构的完整性和语义完 ( ) 3 每个类映射成数据库表 ,该方法与面向对象的概念保 整性及数据的存储过程等问题 ,所有这些都有待于进一步的深持一致 ,易于修改基类 ,但是造成了大量表的存在及长时间的数 入研究 。据访问 。 三种方法没有一种方法是完美的 ,各有自己的优缺点 ,根据 参 考 文 献 具体应用进行选择 。 [ 1 ] UML Ch ina,译. UML 参考 手册 [ M ]. 第二 版. 机械 工业出 版社 , 2005. 3 应用举例 [ 2 ] Grady Booch, Jam e s R um baugh, Iva r Jacob son. UML 用户指南 [ M ].第二版. 机械工业出版社 , 2006. 图 6、图 7是一个网上交易系统类图模型的一部分 ,其中除 [ 3 ] Pa rdede E, R aha Yu J W , Tan Iar D. M app ing M e thod s and Q ue ry fo r A ggrega tion and A ssoc ia tion in O b jec t - R ela tiona l D a taba se u sing Co l2 定单类 o rde rd需要临时生成外 ,其余五个类对象永久存放 ,需要 lec tion [ A ]. P roceed ings of the in te rna tional Confe rence on Info rm ation 建立相应的数据库表 。利用 UML 进行静态模型设计后 ,其类图 Techno logy: Cod ing and Comp u ting ITCC2004 [ C ] , 2004. 如图 6所示 ,包括供应商 ,客户 ,商品 ,地址 ,商品目录等类 ,利用