四、需求分析→數據庫設計

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?? 從這開始，就真正進入項目實戰啦。先說點體會，我剛開始接觸編程的時候，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，那時候根本沒想過做程序之前還要有需求分析。經過快兩年的學習，接觸的都是比較大的系統，才明白沒有需求分析的程序都太業余了，沒有任何技術含量。對于一個系統來說，如果需求分析不到位，那么將有災難性的后果，從這節的小標題就能看出，需求是數據庫設計的基石，需求定了，數據庫基本上就定了，數據庫定了，程序的基本功能也就定了。我們以一個簡單的學生管理系統為例子，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準，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。本系統的需求非常簡單，就是老師可以添加、刪除、修改學生記錄，學生的記錄包括：學號、年級、班級、姓名、性別、年齡、備注(這些就是字段)。根據這些敘述，我們可以畫出UML用例圖(用例圖就是用來分析需求的):

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?? 根據需求分析我們就可以設計數據庫了，非常“簡單”嘛，需要一個表就行了，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，數據庫中的一切，包括：數據庫名、表名、字段名、存儲過程等等，都要用英文，不可以出現中文，因為咱是專業菜鳥，不走業余路。接著往下看，教你如何創建數據庫。??

?? 作為專業教程，俺不會教你用鼠標建立數據庫，咱們要用T-SQL語句建立數據庫，也就是寫數據庫腳本。這樣建立數據庫，相當于留了個備份，無論到哪，只要有SQL環境，直接執行一下腳本數據就建好了，非常方便快捷，就算是第一次寫腳本，也比用鼠標建立數據庫快。在大型系統開發時，腳本還可以作為數據庫維護的依據，非常有用。那么怎樣寫呢，打開SQL server 2005 Management Studio，輸入帳號密碼登錄平臺，然后點一下左上角的"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。

?? 第一步先創建數據庫，我先把創建數據庫的標準格式給大家：

       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,
  

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?? 相信看著這個很多人都蒙了，簡單說一下，其實這么多代碼，也就第一句最重要，意思是創建一個名字叫studentManager的數據庫。On primary下邊的是對數據庫的一些初始設置，比如：路徑、初始大小、增量等等。Log on下邊的是對數據庫日志的設置，也是那么幾項。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，默認的就夠咱們用了，創建數據庫就一句話：create database studentManager，輸入完后點一下工具欄上的“執行”，就搞定啦。數據庫建完了，就該在數據庫里建表了，還是先給出代碼：

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       --指定數據庫

   use t_studentManager; 



   --創建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())--默認值約束，getdate()獲取服務器時間

   ); 
  

?? 給大家解釋一下，剛剛我們創建完數據庫，在這要引用一下，也就是use，這樣才可以在指定數據庫中建表。

??create table當然就是建表的意思了，在表名前最好加一個"t_"，表示是表(table)，這樣容易區分，而且專業。括號里的就是這個表中的字段，格式是：字段名類型 約束，注意每個字段寫完后邊都要加逗號(最后一個就不用加啦)，表示分隔。舉這個例子，約束用的還是比較全的，重點說說約束。約束可是數據庫中相當重要的東西，它保證了數據庫的安全和穩定，同時也保證了數據完整性。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(默認值約束)。這些約束可以用在任何字段的后邊，一個字段也可以有多個約束，用空格分隔即可，比如上邊的sex字段，就同時使用了非空約束和檢查約束。當然，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行，也就是你選中那些代碼就執行那些代碼，建表的時候注意不要再次執行建數據庫的語句哦。

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?? 五、優化數據庫。

?? 數據庫設計是程序的根基，也是一門藝術。上一節我們設計的數據庫，太隨意了，什么都沒有考慮，作為專業菜鳥，這樣是不行的。

?? 優化數據庫，先要了解數據庫設計三范式，簡單說下：

?? 1.第一范式：是指數據庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。

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

?? 3.第三范式：第三范式需要確保數據表中的每一列數據都和主鍵直接相關，而不能間接相關。

?? 這三個范式大致的意思就是：數據庫中表的職責要單一，依賴關系明確，盡量減少數據庫數據冗余。從網上查，可以查到很多個人理解，我在這也不理解了，核心思想就是我剛剛說的。我首先聲明，三范式只是一個整體的指導思想，并不可能完全遵從，有時候數據冗余未必是壞事，要考慮實際情況。

?? 很明顯，剛剛我們設計的數據庫不符合三范式的要求。在此表中學生應該依賴的是學號，而我們冒昧的把班級、年級也放在了這里，學生當然也應該依賴于班級、年級。這樣一來，表就亂了，造成的直接后果就是數據不完整，比如我們由于失誤，插入了一個年級是100的學生，而根本就沒有100這個班級。這樣還有個比較大的問題就是數據冗余，因為我們每插入一個學生，不得不記錄一次班級、年級，造成大量無用數據。所以我們要改，要把一個表拆成三個，分別是：年級表、班級表、學生表。這樣一來，數據庫就顯得漂亮多了。剛剛是一個表，我們還應付得過來，現在三個表，記不住了怎么辦？別急，剛剛提到了UML圖，它可以用來設計數據庫。在程序設計過程中，數據庫中的每一個表，都會在程序中映射成一個類，而表中的每一個字段，都是類中的一個屬性，它們的類型是一致的，我們管他叫做實體類(可以提前google一下三層架構哦)，這時我們可以借助于UML中的類圖畫出數據庫的結構。如下圖：

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?? 通過UML類圖，清晰的描述了表之間的關系。所以，在大型項目開發中，必須借助工具設計數據庫，展示數據庫的結構和關系，這樣我們才能優化、改進數據庫，數據庫不是一下就能設計成功的，往往要根據需求的理解而發生變動。很多童鞋可能會問為什么用實體類，我只說一句話：用實體類便于在程序中對數據庫進行操作，實體類是對數據的打包，便于數據傳遞。剩下的就要去google啦~不多說。這下我們的數據庫設計算是完工了，刪掉原來的數據庫，對照這UML實體類圖寫優化后的數據庫腳本，代碼如下：

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       --創建數據庫

   create database studentManager;



   --指定數據庫

   use t_studentManager; 



   --創建年級表

   create table t_grade

   (

   id bigint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,

   [name] varchar(10) NOT NULL

   );



   --創建班級表

   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()),--默認值約束，getdate()獲取服務器時間

   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表的某個字段用到了B表的主鍵字段，那么A表中的這個字段就叫外鍵，A、B兩個表間的約束關系就叫外鍵約束。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B表主鍵字段中不存在的數據，那么將失敗。外鍵約束保證了數據的完整性和合理性。

?? 這段代碼，我還是要重點說說約束，與上一次創建表不同的是，不僅僅是表多了，而且最后多了外鍵約束，CONSTRAINT是創建一個約束，后邊接約束名；FOREIGN KEY代表該約束是外鍵約束，括號里寫字段名，代表這個字段是外鍵；REFERENCES是參考的意思，也就是參考哪個表里的哪個字段，也就是主鍵在哪，后邊接"表名(字段名)"。其實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，就是換個位置，我現在提出來避免大家以后見到發蒙。需要注意的是，創建表的括號里，無論是寫約束還是寫字段，都要用逗號分隔，千萬別忘了。

菜鳥也能飛：SQL數據庫實戰專業教程(二)