1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)教程（第2版）,葉小平 湯 庸 湯 娜 潘 明 編著,普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,清華大學(xué)出版社,2,數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體本身及其約束的抽象描述和實(shí)體間相互聯(lián)系的邏輯刻畫(huà)。以面向?qū)ο蠓椒橹笇?dǎo)對(duì)數(shù)據(jù)模型做語(yǔ)義解釋，就可構(gòu)建面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（object oriented data model，OODM）。而按照OODM定義行為和聯(lián)系的數(shù)據(jù)對(duì)象構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)（object oriented database，OODB）。,第10章 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù),3,對(duì)OODB進(jìn)行有效管理的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)稱為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（object oriented da

2、tabase management system，OODBMS）。以O(shè)ODBMS為核心構(gòu)造的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)則稱為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（object oriented database system，OODBS）。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型吸收了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法中的核心概念和基本方法，其要點(diǎn)是采用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體（對(duì)象）的邏輯結(jié)構(gòu)和對(duì)象之間的聯(lián)系與限制。,第10章 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù),4,“對(duì)象”（object）可以解釋為客觀世界中的客體；“面向?qū)ο蠓椒ā保∣O方法）則可以理解為以客觀世界中的客體為觀察目標(biāo)的方法。OO方法出發(fā)點(diǎn)和基本目標(biāo)在于使得人們分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的方法盡可能接近于

3、人們認(rèn)識(shí)該系統(tǒng)的方法，即描述問(wèn)題的客體空間和解決問(wèn)題的方法空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,5,OO方法突出特點(diǎn)是通過(guò)可構(gòu)造手段表現(xiàn)客觀要求以及使用有限構(gòu)造手段與步驟建立客觀世界模型，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，面向?qū)ο蠓椒ㄋ鶚?gòu)造模型可在計(jì)算機(jī)上有效實(shí)現(xiàn)，因此面向?qū)ο蠓椒ǔ蔀橛?jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中一種廣泛使用的方法。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,6,人們將客觀世界中所關(guān)注客體的抽象單位稱之為“對(duì)象”。對(duì)象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ谢締挝?，需要作進(jìn)一步描述才能使其具體化與技術(shù)化，對(duì)象結(jié)構(gòu)就是這種技術(shù)化的描述。對(duì)象是由一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及其上的一組方法即程序代碼封裝起來(lái)的基本單位。由屬

4、性集合、方法集合和消息集合三部分加上對(duì)象標(biāo)識(shí)組成的對(duì)象封裝體稱為對(duì)象結(jié)構(gòu)。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,7,對(duì)象具有封裝性、隱蔽性與穩(wěn)定性等重要特性。（1）封裝性 封裝（encapsulation）是使對(duì)象的外部界面與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)之間實(shí)行清晰隔離的一種技術(shù)，是OO模型的主要特征之一。封裝使得用戶只能看到對(duì)象外在的界面信息（正如規(guī)格說(shuō)明等），而看不到對(duì)象內(nèi)部的信息（如方法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)），對(duì)象內(nèi)部信息對(duì)于用戶是屏蔽的。封裝的意義首先在于安全性保證，其次在于相關(guān)模塊的可擴(kuò)展性。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,8,（2）隱蔽性 對(duì)象分為內(nèi)部表示和外部表示。內(nèi)部的屬性與行為的捆綁，封裝之后

5、對(duì)于外部用戶透明，用戶通過(guò)對(duì)象外部表示即界面（interface）認(rèn)識(shí)對(duì)象并與之通信聯(lián)系。對(duì)象界面實(shí)際上是若干個(gè)外部接口，它對(duì)外部開(kāi)放并為外部所見(jiàn)，但屏蔽了內(nèi)部細(xì)節(jié)，即具有隱蔽性（hiddening）。對(duì)象隱蔽的意義在于外部用戶只需掌握簡(jiǎn)單的對(duì)象界面而不需了解復(fù)雜的內(nèi)部屬性與行為，復(fù)雜處理簡(jiǎn)單化，方便了用戶關(guān)于對(duì)象的認(rèn)識(shí)與操作。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,9,（3）穩(wěn)定性 對(duì)象內(nèi)部的對(duì)象行為建立在對(duì)象屬性之上，即行為服務(wù)于屬性或行為依賴于屬性，這中在對(duì)象內(nèi)部建立起的以屬性為核心并以行為為附屬的穩(wěn)定實(shí)體特性稱為對(duì)象的穩(wěn)定性（stationary）。如對(duì)于樹(shù)具有樹(shù)葉、樹(shù)干、樹(shù)莖和樹(shù)根

6、等屬性，只有對(duì)應(yīng)于這些屬性才會(huì)有吸收地面水分（樹(shù)根）、光合作用（樹(shù)葉）及輸送養(yǎng)分（樹(shù)莖）等行為，這些構(gòu)成了以樹(shù)的屬性為核心的穩(wěn)定實(shí)體。,10.1 對(duì)象與類,10.1.1 對(duì)象,10,消息（message）是對(duì)象之間的聯(lián)系信息。由于對(duì)象的封裝性和隱蔽性，對(duì)象的消息僅僅作用于對(duì)象界面，然后再通過(guò)界面進(jìn)一步作用于對(duì)象內(nèi)部。 消息的作用 請(qǐng)求對(duì)象為其服務(wù)；向?qū)ο髠鬟f消息并對(duì)對(duì)象操作；反饋服務(wù)結(jié)果。 消息的組成 接收者：表示消息所施加作用的對(duì)象；操作要求：消息對(duì)對(duì)象的造作要求；操作參數(shù)：消息行使操作時(shí)作需要的外部數(shù)據(jù)。,10.1 對(duì)象與類,10.1.2 消息,11, 消息發(fā)送與接收 每個(gè)對(duì)象都可以發(fā)送和

7、接收若干消息。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的“消息”與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)南⒑x不同。它是指對(duì)象之間的操作請(qǐng)求的傳遞，而不考慮操作實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。,10.1 對(duì)象與類,10.1.2 消息,12,消息中僅包含發(fā)送者的要求，它告訴接收者要完成哪些處理，但并不指示接收者如何完成。消息由接收者解釋，并選擇所需操作。一個(gè)對(duì)象可以接收不同形式與內(nèi)容的多個(gè)消息，同時(shí)，相同形式的消息也可發(fā)往不同對(duì)象。不同對(duì)象對(duì)形式相同的消息可有不同解釋并完成不同操作。消息在提供對(duì)象使用時(shí)應(yīng)規(guī)定的格式稱為消息協(xié)議。,10.1 對(duì)象與類,10.1.2 消息,13,例 設(shè)一個(gè)對(duì)象A要求對(duì)象B完成其中的某種操作，則只需向?qū)ο驜發(fā)送一個(gè)消息即可。B接

8、收到這個(gè)消息后，根據(jù)消息模式找到與之匹配的方法，執(zhí)行該方法后將執(zhí)行的結(jié)果又以消息的形式發(fā)送給對(duì)象A。,10.1 對(duì)象與類,10.1.2 消息,14,10.1 對(duì)象與類,10.1.2 消息,15,類（Class）是對(duì)具有共同屬性和方法的對(duì)象全體的概括描述，它相當(dāng)于關(guān)系模型中的關(guān)系模式。類給出了屬于其全部對(duì)象屬性與行為的抽象定義，類中對(duì)象僅是類定義中的一個(gè)實(shí)體，即對(duì)象實(shí)例。學(xué)生是一個(gè)類，一個(gè)具體學(xué)生，例如John就是學(xué)生類中一個(gè)對(duì)象實(shí)例。與關(guān)系模型需要首先描述關(guān)系模式類似，對(duì)象模型也首先需要抽象描述具有共同屬性的對(duì)象的類，按照類來(lái)定義屬性和方法，從而避免對(duì)每個(gè)對(duì)象一一重復(fù)定義。查詢操作等方法也定義

9、在類上。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,16,類概念簡(jiǎn)化了人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，眾多復(fù)雜對(duì)象因?yàn)橛辛祟惗?jiǎn)單清晰，人們可以對(duì)屬于類的全體對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一研究而不必對(duì)每個(gè)對(duì)象做個(gè)別重復(fù)討論。類可有統(tǒng)一界面，此時(shí)，消息不僅作為對(duì)象間通信工具，還可作為類之間通信工具。類也具有封裝性、隱蔽性和穩(wěn)定性，在原理分析上，類取代對(duì)象成為面向?qū)ο蠓椒ㄖ袑?shí)際研究與討論的基本抽象單位。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,17,類間基本關(guān)系可分為繼承關(guān)系、組合關(guān)系和通信關(guān)系（消息）三種情形。繼承關(guān)系和組合關(guān)系是類之間的兩個(gè)基本關(guān)系，反映的是類與類之間靜態(tài)聯(lián)系；類之間類似于對(duì)象之間“消息”那樣的通信關(guān)系反映的是

10、類與類之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，下面主要討論類的繼承關(guān)系。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,18,（1）類繼承基本概念 類與類之間的層次結(jié)構(gòu)重要特點(diǎn)之一就是繼承（inheritance）。繼承反映一個(gè)類能夠自動(dòng)繼承其它某些類所具有的屬性和方法。這是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中避免重復(fù)定義的一個(gè)重要機(jī)制。繼承性比較自然地體現(xiàn)了類之間的“A is B”聯(lián)系，它表示A中對(duì)象也是B中對(duì)象，但A中對(duì)象也具有B中對(duì)象所不具有的屬性或方法。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,19,此時(shí)，類A是類B的子類（subclass），類B是類A的超類（superclass）.一個(gè)子類可以有一個(gè)或多個(gè)超類，一個(gè)超類也可以有一個(gè)或

11、多個(gè)子類，這樣形成了類與類之間一種基本層次結(jié)構(gòu)。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,20,如果子類僅限于繼承超類中的屬性和方法，則定義子類就失去了意義。子類除了能繼承超類中的屬性和方法外，還可用增加和取代的途徑定義子類所具有的特殊屬性和方法。所謂增加就是在子類中定義新的屬性和方法；所謂取代就是在子類中以新的內(nèi)容重新定義超類中已有的屬性和方法。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,21,抽象類（abstract class）是一種不能建立實(shí)例的類。抽象類將有關(guān)的類組織在一起，抽象出一個(gè)公共的超類，其它子類都從這個(gè)超類派生出來(lái)。通常一個(gè)抽象類只是描述了與這個(gè)類有關(guān)的方法接口或者方法的部分實(shí)現(xiàn)

12、，而具體的實(shí)現(xiàn)則在一個(gè)或幾個(gè)子類中定義。 抽象類一般用于定義一種協(xié)議或概念。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,22,（2）類繼承基本特性 類繼承通常具有下面的四個(gè)基本性質(zhì)。傳遞性 設(shè)有A，B,C三個(gè)類，其種類C繼承類B，而類B繼承類A，此時(shí)必有類C繼承類A。例如動(dòng)物、哺乳動(dòng)物與靈長(zhǎng)類動(dòng)物均為類，而其中靈長(zhǎng)類動(dòng)物繼承哺乳動(dòng)物，哺乳動(dòng)物繼承動(dòng)物，此時(shí)必有靈長(zhǎng)類動(dòng)物繼承動(dòng)物。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,23,單向性 設(shè)有類B繼承類A，則此時(shí)一定不能有類A繼承類B，如研究生類繼承學(xué)生類，但學(xué)生類必不繼承研究生類。傳遞性和單向性說(shuō)明了類繼承具有單向?qū)哟涡浴?10.1 對(duì)象與類,10.1

13、.3 類,24,可重用性 可重用性（reuse）指得是子類可以重用超類的全部資源，同時(shí)根據(jù)繼承的傳遞性，它還可以重用繼承鏈上所有超類資源。包含性 繼承除了具有類之間一般與特殊關(guān)系之外，還可以有包含關(guān)系，即靈長(zhǎng)類繼承哺乳動(dòng)物類，此時(shí)靈長(zhǎng)類必包含在哺乳動(dòng)物中。類中繼承的包含關(guān)系一般是真包含關(guān)系。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,25,（3） 多態(tài)性與聯(lián)編 多態(tài)性與聯(lián)編是類繼承的重要技術(shù)特性 多態(tài)性 在類繼承過(guò)程中，超類屬性與方法在子類中可以有不同的實(shí)現(xiàn)形式、方法與語(yǔ)義，這就稱為多態(tài)性（polymophic）。如在圖2-12所示的類繼承當(dāng)中，動(dòng)物均有吃食物的行為，但是人類吃食物的實(shí)現(xiàn)形式與一般

14、動(dòng)物不同，人類用工具吃食物，動(dòng)物則直接用爪子。另外，同是用工具吃食物的方式也有所不同，東方人使用筷子方式，而西方人使用刀叉。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,26,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,27,多態(tài)性實(shí)際上反映了“一名多義”，即一個(gè)名字可以具有多種語(yǔ)義。在“圖形”類中，可以定義一個(gè)打?。╬rint）方法用于打印圖形。對(duì)圖形類中不同實(shí)例，其打印過(guò)程可以不同。只有當(dāng)消息送到具體對(duì)象時(shí)，才能確定采用什么打印過(guò)程。這即是“打印”方法的多態(tài)性。多態(tài)性的意義在于可以為系統(tǒng)需求分析和設(shè)計(jì)帶來(lái)帶來(lái)方便，提高效率。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,28, 聯(lián)編 多態(tài)性為對(duì)象與屬性、方法

15、之間的復(fù)雜關(guān)系提供處理的方便與靈活性，但在計(jì)算機(jī)軟件中實(shí)現(xiàn)多態(tài)性需要有聯(lián)編（binding）等功能的支撐。聯(lián)編是將一個(gè)程序經(jīng)過(guò)編譯而成為可以運(yùn)行目標(biāo)代碼的過(guò)程，即將執(zhí)行代碼聚束在一起的聯(lián)編過(guò)程。用傳統(tǒng)語(yǔ)言寫(xiě)的程序在運(yùn)行之前即可完成此過(guò)程，故稱為靜態(tài)聯(lián)編（static binding）。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,29,面向?qū)ο笳Z(yǔ)言在程序運(yùn)行時(shí)也可發(fā)生聯(lián)編，稱為動(dòng)態(tài)聯(lián)編（dynamic binding）。動(dòng)態(tài)聯(lián)編的意義在于增加程序的簡(jiǎn)單性和可擴(kuò)充性，使程序增刪自如，不易出錯(cuò)，但效率略低于靜態(tài)聯(lián)編。另外，靜態(tài)聯(lián)編運(yùn)行效率高但修改和維護(hù)工作量大。,10.1 對(duì)象與類,10.1.3 類,3

16、0,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是依據(jù)面向?qū)ο蠓椒ㄋ⒌臄?shù)據(jù)模型，其中包括數(shù)據(jù)模式（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、建立在模式上的數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束。 數(shù)據(jù)模式 由對(duì)象結(jié)構(gòu)以及類間繼承和組合關(guān)系建立起來(lái)的數(shù)據(jù)間的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系，這種模式結(jié)構(gòu)的語(yǔ)義表示能力遠(yuǎn)比ER方法與EER方法要強(qiáng)。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.1 基本概念,31, 數(shù)據(jù)操作 由對(duì)象與類中方法建構(gòu)對(duì)象數(shù)據(jù)模式上的數(shù)據(jù)操作，這種操作語(yǔ)義強(qiáng)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，如可以構(gòu)做一個(gè)圓形類，它的操作可以除查詢、修改外，還可以有圖形的放大/縮小，圖形的移動(dòng)、圖形的拼接等。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)操作分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分封裝在類之中稱之為方法，另一部分是類之間相互溝通的操作稱之為消息。

17、,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.1 基本概念,32, 數(shù)據(jù)約束 數(shù)據(jù)約束也是一種方法，即是一種邏輯表示式，可以用類中方法表示模式約束。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)一般使用方法或消息表示完整性約束條件，稱為完整性約束方法與完整性約束消息，并在其之前標(biāo)有特殊標(biāo)識(shí)。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.1 基本概念,33,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型直觀描述就是面向?qū)ο蠓椒ㄖ械念悓哟谓Y(jié)構(gòu)圖。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的對(duì)象由一組變量、一組方法和一組消息組成，其中描述對(duì)象自身特性的“屬性”和描述對(duì)象間相互關(guān)聯(lián)的“聯(lián)系”也常常統(tǒng)稱為“狀態(tài)”（state），方法就是施加到對(duì)象的操作。一個(gè)對(duì)象的屬性可以另一個(gè)對(duì)象，另一個(gè)對(duì)象的屬性還可以同其他對(duì)象描

18、述，以此模擬現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜實(shí)體。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中，對(duì)象的操作通過(guò)調(diào)用其自身包含的方法實(shí)現(xiàn)。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.1 基本概念,34,任何一個(gè)對(duì)象及屬性都有一種類型，OODM的類型系統(tǒng)有一組自身定義的基本類型和一些用來(lái)遞歸地構(gòu)造復(fù)雜類型的構(gòu)成器組成。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,35,1）基本類型 主要是基礎(chǔ)類型與“類”類型兩種情形。 基礎(chǔ)類型 通常意義下的系統(tǒng)“內(nèi)置”數(shù)據(jù)類型，如整型、實(shí)型、字符串和布爾型等?！邦悺鳖愋?一個(gè)類本身可看做下述構(gòu)造型的一種，是復(fù)雜類型，但仍可將其作為一個(gè)整體看成一個(gè)基礎(chǔ)型，從而可以像上述型一樣對(duì)待和使用。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2

19、.2 數(shù)據(jù)類型,36,（2）構(gòu)造類型 通過(guò)基礎(chǔ)型和“類”型可以使用構(gòu)造器形成數(shù)組（array）、列表（list）、包（bag）、集合（set）各種復(fù)雜型（構(gòu)造型）。需要指出的是，基礎(chǔ)型對(duì)象（屬性）的值是“自我定義”的，而構(gòu)造型對(duì)象的值是由其部件對(duì)象的Oid的相應(yīng)組合確定。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,37,例 類“公司”的說(shuō)明：CLASS CompanyATTRIBUTES（Name：string，Address：string，Employees：SET，Subsidiaries：SET）METHOD（GetName（）GetSubsidiaries（），Addsubsidia

20、ry（NC：Company），Trigger（NoSuchComp）,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,38,這里有四個(gè)屬性和四個(gè)方法，例如最后一個(gè)方法的名稱為Addsubsidiary，參數(shù)為NC，就是要使之成為目標(biāo)對(duì)象公司的子公司的一個(gè)Company實(shí)例，結(jié)果為插入NCo公司到目標(biāo)對(duì)象公司的子公司Subsidiaries中，若不存在NC公司，即它不是Company的一個(gè)實(shí)例，則啟動(dòng)觸發(fā)器NoSuchComp進(jìn)行例外處理。這里省略了接收參數(shù)，因?yàn)樗褪潜綜ompany類的實(shí)例。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,39,設(shè)子公司由一個(gè)NumSubsi項(xiàng)（當(dāng)前項(xiàng)數(shù)）數(shù)組實(shí)現(xiàn)，

21、AddSubsidiary的方法可定義為：AddSubsidiary(C:Company,NC:Company)IF Checkcomp(NC)THEN C.SubsidiaryNumSubsi:=NC,Numsubsi:=NumSubsi + 1ENDIF,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,40,這里，Checkcomp（NC）為發(fā)給本類的一個(gè)消息（為另一方法調(diào)用），它檢驗(yàn)NC是否是類Company中的一個(gè)公司。若是，則返回“真”，否則就返回“假”。NC為該方法的形式參數(shù)，C為直接接受者（目標(biāo)對(duì)象）參數(shù)，NumSubsi為存儲(chǔ)當(dāng)前子公司數(shù)的實(shí)例變量。若發(fā)送消息：AddSubsidi

22、ary（IBM，ABC）則NC聯(lián)編到ABC,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.2 數(shù)據(jù)類型,41,OODM是一種層次式的結(jié)構(gòu)模型，以類為基本單元，以繼承和組合為結(jié)構(gòu)方式，從而組成圖結(jié)構(gòu)形式，具有豐富語(yǔ)義，能夠表達(dá)客觀世界復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。 OODM將數(shù)據(jù)與操作封裝于一體的結(jié)構(gòu)方式，使得OODM中的類具有獨(dú)立運(yùn)作能力的實(shí)體，擴(kuò)大了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型中實(shí)體集僅僅是單一數(shù)據(jù)集的不足。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.3 與關(guān)系模型比較,42, OODM具有構(gòu)做多種復(fù)雜抽象數(shù)據(jù)類型的能力。數(shù)據(jù)類型是一種類，如實(shí)型就是一種類，特式實(shí)數(shù)結(jié)構(gòu)與實(shí)數(shù)操作所組成的類，因此可用構(gòu)做類的方法構(gòu)做數(shù)據(jù)類型，從而構(gòu)造出實(shí)際所需的各種

23、復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。例如可用類的方法構(gòu)造元組（tupple）、數(shù)組、隊(duì)列、包和集合等，也可以用類的方法構(gòu)造向量空間等類型使數(shù)據(jù)類型大為擴(kuò)充。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.3 與關(guān)系模型比較,43, OODM中類層次結(jié)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)化形式，可根據(jù)需要隨時(shí)改變結(jié)構(gòu)從而使OODM具有不斷更新結(jié)構(gòu)的能力，這種能力稱為模式演化（schema evaluation）能力。需要說(shuō)明的是，面向?qū)ο箢悓哟谓Y(jié)構(gòu)圖既是概念模型又是邏輯模型，它將抽象概念與具體數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)地融合為一體，這也構(gòu)成了OODM的獨(dú)特性質(zhì)。,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.3 與關(guān)系模型比較,44,10.2 數(shù)據(jù)模型,10.2.3 與關(guān)系模型比較,

24、45,前面已經(jīng)簡(jiǎn)要介紹了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的基本概念。為了在技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用中有效使用這些概念，還需要一種數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言進(jìn)行必要的表述與刻畫(huà)。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言構(gòu)建的基本思路是對(duì)現(xiàn)有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言如C+、Smalltalk等進(jìn)行擴(kuò)展，使之支持相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作。20世紀(jì)80年代成立的ODMG（object data management group），在1993年形成工業(yè)化的OODB標(biāo)準(zhǔn)ODMG1.0，完成了對(duì)面面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言C+的數(shù)據(jù)庫(kù)功能擴(kuò)充。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,46,1997年推出的ODMG2.0, 內(nèi)容涉及到對(duì)象模型和對(duì)象查詢語(yǔ)言與C+、Smalltalk以及Java

25、之間綁定。2000年再次推出ODMG3.0，對(duì)先前版本做了一些修改和補(bǔ)充，基本框架和基本概念未變。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,47,ODMG工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)C+的擴(kuò)展主要包括C+對(duì)象定義語(yǔ)言（object definition language，ODL）和C+對(duì)象操作語(yǔ)言（object Manipulate language，OML），其中，OML又分為對(duì)象查詢語(yǔ)言（OQL）和對(duì)象控制語(yǔ)言（OCL）。ODMG工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的對(duì)象數(shù)據(jù)模型主要包括有下述5個(gè)核心概念：,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,48, 對(duì)象和文字 對(duì)象和文字是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)建模的基本原語(yǔ)。每個(gè)對(duì)象有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符，文字（literal）沒(méi)

26、有標(biāo)識(shí)符。對(duì)象標(biāo)識(shí)符在對(duì)象整個(gè)生命周期中都有效，即無(wú)論對(duì)象是存儲(chǔ)在外存中還是在內(nèi)存中，標(biāo)識(shí)符都始終有效。對(duì)象作為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是存儲(chǔ)和操作的基礎(chǔ)單元。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,49, 類型 對(duì)象和文字都可以被劃分為類型，同一類型（type）的對(duì)象或文字具有相同的狀態(tài)，對(duì)象可以稱為類型的實(shí)例。 狀態(tài) 對(duì)象的狀態(tài)可以通過(guò)一組性質(zhì)定義。性質(zhì)（property）可以分為兩種：對(duì)象屬性（attribute）和對(duì)象之間聯(lián)系（relationship）。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,50, 操作 對(duì)象行為可以通過(guò)一組操作來(lái)定義。操作（operation）具有輸入和輸出參數(shù)，并且可以返回特定類型的結(jié)果。

27、ODL 利用ODL定義對(duì)象數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的模式，它所存儲(chǔ)的對(duì)象都是模式中定義類型的實(shí)例，即對(duì)象，這些對(duì)象可以供多個(gè)應(yīng)用程序共享。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,51,另外需要說(shuō)明的是，由于對(duì)象本身是狀態(tài)（屬性和對(duì)象間聯(lián)系）與行為（操作或方法）的封裝體，因此在ODMG框架內(nèi)，相應(yīng)數(shù)據(jù)操作主要是數(shù)據(jù)的查詢，而數(shù)據(jù)更新（插入、刪除和修改）由于屬于對(duì)象行為范疇，并不顯式的表現(xiàn)出來(lái)，而是通過(guò)類型創(chuàng)建中的行為定義完成。下面主要介紹面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)查詢。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,52,1）接口和類的創(chuàng)建例2-3 下述語(yǔ)句創(chuàng)建了ODMG中的接口和類。Interface Employee；Interfa

28、ce Professor：Employee；Interface Associate_Professor：Professor ；Class Salaried_Employee：Employee；Class Hourly_Employee：Employee；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,53,Class Personattribute string name；attribute date birthday；class Employeeperson extends Person：Employeeattribute Date hireDate；attribute Currenc

29、y payRate；relationship Manager boss inverse Manager：subordinates；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,54,class ManagerPerson extends EmployeePerson：Managerrelationship set subordinates inverse Employee:boss;,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,55,說(shuō)明 在上述類型說(shuō)明的定義語(yǔ)句中，接口employee中定義了操作calculate-paycheck，類salaried-employee和類h

30、ourly-employee，可以根據(jù)具體情況對(duì)接口employee中操作calculate-paycheck進(jìn)行修改。另外，也允許對(duì)行為進(jìn)行多重繼承，即一個(gè)子類型可以從不同的超類型中繼承多個(gè)具有相同名稱、不同參數(shù)的操作。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,56,ODMG標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一個(gè)接口和其所有實(shí)現(xiàn)的結(jié)合稱為類型，而一個(gè)接口和其某種實(shí)現(xiàn)的結(jié)合稱為類。因此，“類型”是獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)的，而“類”是依賴于實(shí)現(xiàn)的，即類型的抽象級(jí)別要比類高。只有當(dāng)一個(gè)類型只有一種實(shí)現(xiàn)時(shí)，類型和類才是等同的。正是由于類型包含類，所以在ODL和OQL中，類型使用很普遍，而類只用于特定情況。,10.3 ODM

31、G數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,57,在ODMG ODL中，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)模式被定義為一系列類（class）的集合。對(duì)于每一個(gè)類可以說(shuō)明類的外延（extent），外延的意義在于表示當(dāng)前對(duì)象集合的一個(gè)名稱，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型種的“類”與“外延”類似于關(guān)系數(shù)據(jù)模型中“關(guān)系模式”和“關(guān)系實(shí)例”。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,58,2）對(duì)象的創(chuàng)建類和接口創(chuàng)建類似于關(guān)系模式創(chuàng)建；而對(duì)象創(chuàng)建則類似于關(guān)系模式中數(shù)據(jù)創(chuàng)建。在ODMG中，對(duì)象可以分為聚集對(duì)象和原子對(duì)象。原子對(duì)象就是“用戶自定義對(duì)象”，具有各種不同的復(fù)雜情形，需要用戶通過(guò)接口定義、類定義等完成創(chuàng)建過(guò)程；而聚集對(duì)象相對(duì)比較

32、整齊，根據(jù)ODMG標(biāo)準(zhǔn)，通常是使用為不同聚集了類型定義的一種特殊接口類型工廠對(duì)象（factory object）來(lái)創(chuàng)建聚集對(duì)象，即是說(shuō)通過(guò)“工廠對(duì)象”接口定義中的生成函數(shù)來(lái)創(chuàng)建聚集對(duì)象。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,59,例10-4 設(shè)有下述語(yǔ)句表示的ODMG標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)工廠對(duì)象接口。Interface ObjectFactoryObject new（）；通過(guò)該工廠對(duì)象接口，可以為用戶創(chuàng)建聚集對(duì)象如下：interface DateFactory：ObjectFactoryexception InvalidDate；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,60

33、,Date calendar-date（in unsigned short year，In unsigned short month，In unsigned short day）raises（InvalidDate）；Date current（）；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,61,說(shuō)明 上述工廠接口“ObjectFactory”只有一個(gè)操作new（），它返回一個(gè)帶有對(duì)象標(biāo)識(shí)OID的新對(duì)象。新創(chuàng)建的“DateFactory”接口繼承該接口生成函數(shù)“new（）”，就可以為每個(gè)用戶定義的原子對(duì)象創(chuàng)建它們自己的工廠接口，并且可以針對(duì)每種新對(duì)象實(shí)現(xiàn)不同的new（）操作。例如，給

34、定一個(gè)DateFactory接口，它還可以有其他一些操作：calendar-date用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的日期，current用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)值為當(dāng)前日期的對(duì)象。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,62,對(duì)象查詢語(yǔ)言O(shè)QL是以面向?qū)ο竽Ｐ蜑榛A(chǔ)的類SQL查詢語(yǔ)言，允許使用傳統(tǒng)SELCET查詢語(yǔ)句來(lái)書(shū)寫(xiě)表達(dá)式。OQL沒(méi)有提供顯式刪除和修改操作，這些基本數(shù)據(jù)操作由類型定義中的操作完成。在“collection”和“structure”中，如果是由類型組成，則用“”表示，如果是用文字組成，則用“（）”表示。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,63,例 10-5 在大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)

35、中，用OQL的SELECT語(yǔ)句可以得到如下查詢操作：查詢大學(xué)中授課門(mén)數(shù)超過(guò)2門(mén)的教師，要求顯示學(xué)校名稱和教師姓名，顯示時(shí)屬性名為university_uname和faculty_name：SELECT university_name：F.works_for.uname，faculty_name：F.nameFROM faculties FWHERE F.num_teach()2；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,64,例10-6 查詢廣州地區(qū)大學(xué)中教師開(kāi)設(shè)課程的課程名：SELECT DISTINCT C.cnameFROM universities U，U.staff F，F(xiàn).teach CWHERE U.city = guangzhou；說(shuō)明 關(guān)鍵字DISTINCT消除了結(jié)果中重復(fù)部分，此時(shí)查詢結(jié)果為集合，否則為包。,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,65,例10-7 上述查詢也可以用子查詢表示，但查詢出現(xiàn)在FROM中：SELECT DISTINCT C.cnameFROM （SELECT UFROM universities UWHERE U.city = guangzhou）D1（SELECT FFROM D1.staff F）D2D2.teach C；,10.3 ODMG數(shù)據(jù)操作,10.3.1 數(shù)據(jù)創(chuàng)建,66,說(shuō)