Лекция № 12. Связи классов сущностей

Итак, все пройденные нами понятия, а именно диаграммы и их виды, кратности и виды связей, а также виды миграции ключей, теперь помогут нам в прохождении материала о тех же связях, но уже между конкретными классами сущностей.

Среди них, как мы увидим, тоже бывают связи различных видов.

1. Иерархическая рекурсивная связь

Первым видом связи классов сущностей между собой, который мы рассмотрим, является так называемая иерархическая рекурсивная связь.

Вообще рекурсия (или рекурсивная связь) – это связь класса сущностей с самим собой.

Иногда по аналогии с жизненными ситуациями такую связь еще называют «рыболовный крючок».

Иерархической рекурсивной связью (или просто иерархической рекурсией) называется любая рекурсивная связь типа «не более одного ко многим».

Иерархическая рекурсия чаще всего используется для того, чтобы хранить данные древовидной структуры.

При задании иерархической рекурсивной связи первичный ключ родительского класса сущностей (который в данном конкретном случае одновременно выступает и в роли дочернего класса сущностей) должен мигрировать в качестве внешнего ключа в состав обязательно неключевых атрибутов того же класса сущностей. Все это необходимо для поддержания логической целостности самого понятия «иерархическая рекурсия».

Таким образом, с учетом всего вышесказанного, можно сделать вывод, что иерархическая рекурсивная связь может быть только не обязательно не идентифицирующей и никакой другой, потому что в случае использования любого другого вида связи, Null-значения для внешнего ключа были бы недопустимы и рекурсия была бы бесконечной.

Важно также помнить, что атрибуты не могут появляться дважды в одном и том же классе сущностей под одним и тем же именем. Поэтому атрибуты мигрировавшего ключа обязательно должны получить так называемое имя роли.

Таким образом, в иерархической рекурсивной связи атрибуты узла расширяются внешним ключом, представляющим необязательную ссылку на первичный ключ узла, являющийся его непосредственным предком.

Построим презентационную и ключевую диаграммы, реализующую иерархическую рекурсию в реляционной модели данных, и приведем пример табличной формы.

Сначала составим презентационную диаграмму:

Теперь построим более подробную – ключевую диаграмму:

Рассмотрим пример, наглядно иллюстрирующий такой вид связи, как иерархическая рекурсивная связь. Пусть нам дан следующий класс сущностей, состоящий, как и предыдущий пример, из атрибутов «Код Предка» и «Код Узла». Сначала покажем табличную форму представления этого класса сущности:

А теперь построим диаграмму, представляющую этот класс сущностей. Для этого выделим из таблицы все необходимые для этого сведения: предка у узла с кодом «единица» не существует или не определен, из этого делаем вывод, что узел «единица» является вершиной. Этот же самый узел «единица» является предком для узлов с кодом «два» и «три». В свою очередь, у узла с кодом «два» имеются два потомка: узел с кодом «четыре» и узел с кодом «пять». А у узла с кодом «три» – только один потомок – узел с кодом «шесть».

Итак, с учетом всего вышесказанного построим древовидную структуру, отражающую информацию о данных, заложенную в предыдущей таблице:

Итак, мы увидели, что представлять древовидные структуры действительно удобно при помощи иерархической рекурсивной связи.

2. Сетевая рекурсивная связь

Сетевая рекурсивная связь классов сущностей между собой является как бы многомерным аналогом уже пройденной нами иерархической рекурсивной связи.

Только если иерархическая рекурсия определялась как рекурсивная связь типа «не более одного ко многим», то сетевая рекурсия представляет собой такую же рекурсивную связь, только уже типа «многие ко многим». Из-за того что в этой связи с каждой стороны участвует много классов сущностей, ее и называют сетевой.

Как уже можно догадаться по аналогии с рекурсией иерархической, связи вида сетевой рекурсии предназначены для представления графовых структур данных (тогда как иерархические связи применяются, как мы помним, исключительно для реализации древовидных структур).

Но, так как в связи вида сетевой рекурсии заданы связи типа именно «многие ко многим», без их дополнительной детализации не обойтись. Поэтому для уточнения всех имеющихся в схеме связей типа «многие ко многим» становится необходимым создать новый самостоятельный класс сущностей, содержащий все ссылки на предка или потомка связи «Предок – Потомок». Такой класс в общем случае называется классом ассоциативных сущностей.

В нашем частном случае (в базах данных, подлежащих рассмотрению в нашем курсе) ассоциативная сущность не имеет собственных дополнительных атрибутов и называется именующей, так как именует связи «Предок – Потомок» путем ссылок на них. Таким образом, первичный ключ класса сущностей, представляющего узлы сети, должен дважды мигрировать в классы ассоциативных сущностей. В этом классе мигрировавшие ключи в совокупности должны образовывать составной первичный ключ.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что устанавливающие связи при использовании сетевой рекурсии должны быть не полностью идентифицирующими и никакими другими.

Так же как и при использовании иерархической рекурсивной связи, при применении в качестве связи сетевой рекурсии ни один атрибут не может появляться дважды в одном классе сущностей под одним и тем же именем. Поэтому, как и в прошлый раз, специально оговаривается, что все атрибуты мигрирующего ключа обязательно должны получить имя роли.

Для иллюстрирования работы сетевой рекурсивной связи, построим презентационную и ключевую диаграммы, реализующие сетевую рекурсию в реляционной модели данных.

Сначала представим презентационную диаграмму:

А теперь построим более подробную ключевую диаграмму:

Что мы здесь видим? А видим мы, что обе связи, имеющиеся в данной ключевой диаграмме, являются связями вида «многие к одному». Причем кратность «0… ∞ » или кратность «много» стоит на конце связи, обращенной к именующему классу сущностей. Действительно, ведь ссылок много, а ссылаются они все на какой-то один код узла, являющийся первичным ключом класса сущностей «Узлы».

И, наконец, рассмотрим пример, иллюстрирующий работу такого вида связи классом сущностей как сетевая рекурсия. Пусть нам дано табличное представление некоторого класса сущностей, а также именующий класс сущностей, содержащий информацию о ссылках. Приведем эти таблицы.

Узлы:

Ссылки:

Действительно, вышеприведенное представление исчерпывающе: оно дает всю необходимую информацию для того, чтобы без труда воспроизвести зашифрованную здесь графовую структуру. Например, мы без всяких препятствий можем увидеть, что у узла с кодом «один» имеются три потомка соответственно с кодами «два», «три» и «четыре». Также мы видим, что у узлов с кодами «два» и «три» потомков не имеется вообще, а у узла с кодом «четыре» имеются (также как и у узла «один») три потомка с кодами «один», «два» и «три».