数据库之关系模型介绍「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

本篇文章是数据库系列的第一篇文章，本系列文章是笔者在学习《数据库系统概念》这本书总结的内容，使用的数据库是MySQL。

关系数据库的结构

关系数据库由表（table）的集合构成，每个表由唯一的名字。表中的一行代表了一组值之间的联系，而表就是这种联系的一个集合，表这个概念和数学上的关系概念是密切相关的，这也是关系数据模型名称的由来。

在关系模型的术语中，关系（relation）用来指代表，元组（tuple）用来指代行，属性（attribute）指代表中的列。用关系实例（relation instance）来表示一个关系的特定实例，也就是所包含的一组特定的行。

对于关系的每个属性，都存在一个允许取值的集合，称为该属性的域（domain）。要求对所有关系r而言，r的所有属性的域都是院子的，如果域中元素被看作是不可再分的单元，则域是原子的（atomic）。

空（null）值是一个特殊的值，表示值未知或不存在。

数据库模式

数据库模式（database schema）是数据库的逻辑设计，而数据库实例（database instance）是给定时刻数据库中数据的一个快照。

关系的概念对应于程序设计语言中变量的概念，而关系模式（relation schema）的概念对应于程序设计语言中类型定义的概念。关系实例的概念对应于程序设计语言中变量值的概念，给定变量的值可能随时间发生变化；当关系被更新时，关系实例的内容也随时间发生了变化。但关系的模式是不常变化的。

码

一个元组的属性值必须是能够唯一区分元组的，即一个关系中没有两个元组在所有属性上的取值都相同。

超码（superkey）是一个或多个的集合，这些属性的组合可以使我们在一个关系中唯一的标识一个元组。

例如，在city表中，city_id属性足以把不同的城市元组区分开来，因此city_id是一个超码。而state不是一个超码，可以看到多个元组的state属性是可以相同的。

超码中可能包含无关紧要的属性。例如city_id和state的组合也是关系city的一个超码，如果属性集合K是一个超码，那么K的任意超集也是超码。我们通常只对这样的一些超码感兴趣，它们的任意真子集都不是超码，这样的最小超码称为候选码（candidate key）。例如city_name和province_id的组合足以区分唯一元组，那么｛city_name，province_id｝就是候选码。而｛city_id，is_hot｝虽然也能唯一区分元组，但这个集合的真子集｛city_id｝也是超码，因此这个集合不是候选码。

主码（primary key）来表示被数据库设计者选中的、主要用来在一个关系中区分不同元组的候选码。码是整个关系的一种性质，而不是单个元组的性质。关系中的任意两个不同的元组都不允许同时在码的属性上具有相同的值。码的指定代表了被建模的事物在现实世界中的约束。主码应该选择那些值从不或极少变化的属性。

一个关系模式（r1）可能在它的属性中包括另一个关系模式(r2)的主码，这个属性在r1上称作参照r2的外码（foreign key）。关系r1也称为外码依赖的参照关系（referencing relation），r2叫做外码的被参照关系（referenced relation）。例如city表中得province_id属性在city表上是外码，它参照province表，因为province_id是province的主码。