數(shù)據(jù)庫的最初雛形據(jù)說源自美國一個奶牛場的記賬薄(紙質(zhì)的，由此可見，數(shù)據(jù)庫并不一定是存儲在電腦里的數(shù)據(jù)^_^)，里面記錄的是該奶牛場的收支賬目，程序員在將其整理、錄入到電腦中時從中受到啟發(fā)。當(dāng)按照規(guī)定好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所采集到的數(shù)據(jù)量大到一定程度后，出于程序執(zhí)行效率的考慮，程序員將其中的檢索、更新維護(hù)等功能分離出來，做成單獨(dú)調(diào)用的模塊，這個模塊后來就慢慢發(fā)展、演變成現(xiàn)在我們所接觸到的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(dbms)——程序開發(fā)中的一個重要分支。

　　下面進(jìn)入正題，首先按我個人所接觸過的程序給數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員的功底分一下類：
　?。?、沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序員。這類程序員的作品往往只是他們的即興玩具，他們往往習(xí)慣只設(shè)計有限的幾個表，實(shí)現(xiàn)某類功能的數(shù)據(jù)全部塞在一個表中，各表之間幾乎毫無關(guān)聯(lián)。網(wǎng)上不少的免費(fèi)管理軟件都是這樣的東西，當(dāng)程序功能有限，數(shù)據(jù)量不多的時候，其程序運(yùn)行起來沒有什么問題，但是如果用其管理比較重要的數(shù)據(jù)，風(fēng)險性非常大。
　?。病⑾到y(tǒng)學(xué)習(xí)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是還沒有開發(fā)過對程序效率要求比較高的管理軟件的程序員。這類人多半剛從學(xué)校畢業(yè)不久，他們在設(shè)計數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)時，嚴(yán)格按照教科書上的規(guī)定，死扣e-r圖和3nf(別灰心，所有的數(shù)據(jù)庫設(shè)計高手都是從這一步開始的)。他們的作品，對于一般的access型輕量級的管理軟件，已經(jīng)夠用。但是一旦該系統(tǒng)需要添加新功能，原有的數(shù)據(jù)庫表差不多得進(jìn)行大換血。
　?。?、第二類程序員，在經(jīng)歷過數(shù)次程序效率的提升，以及功能升級的折騰后，終于升級成為數(shù)據(jù)庫設(shè)計的老鳥，第一類程序員眼中的高人。這類程序員可以勝任二十個表以上的中型商業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)工作。他們知道該在什么樣的情況下保留一定的冗余數(shù)據(jù)來提高程序效率，而且其設(shè)計的數(shù)據(jù)庫可拓展性較好，當(dāng)用戶需要添加新功能時，原有數(shù)據(jù)庫表只需做少量修改即可。
　　４、在經(jīng)歷過上十個類似數(shù)據(jù)庫管理軟件的重復(fù)設(shè)計后，第三類程序員中堅(jiān)持下來沒有轉(zhuǎn)行，而是希望從中找出“偷懶”竅門的有心人會慢慢覺悟，從而完成量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換。他們所設(shè)計的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)有一定的遠(yuǎn)見，能夠預(yù)測到未來功能升級所需要的數(shù)據(jù)，從而預(yù)先留下伏筆。這類程序員目前大多晉級成數(shù)據(jù)挖掘方面的高級軟件開發(fā)人員。
　?。怠⒌谌惓绦騿T或第四類程序員，在對現(xiàn)有的各家數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的原理和開發(fā)都有一定的鉆研后，要么在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，要么自行開發(fā)一套有自主版權(quán)的通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

　　我個人正處于第三類的末期，所以下面所列出的一些設(shè)計技巧只適合第二類和部分第三類數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員。同時，由于我很少碰到有興趣在這方面深鉆下去的同行，所以文中難免出現(xiàn)錯誤和遺漏，在此先行聲明，歡迎大家指正，不要藏私哦8)

　　一、樹型關(guān)系的數(shù)據(jù)表
　　不少程序員在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的時候都遇到過樹型關(guān)系的數(shù)據(jù)，例如常見的類別表，即一個大類，下面有若干個子類，某些子類又有子類這樣的情況。當(dāng)類別不確定，用戶希望可以在任意類別下添加新的子類，或者刪除某個類別和其下的所有子類，而且預(yù)計以后其數(shù)量會逐步增長，此時我們就會考慮用一個數(shù)據(jù)表來保存這些數(shù)據(jù)。按照教科書上的教導(dǎo)，第二類程序員大概會設(shè)計出類似這樣的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)：

類別表_1(type_table_1)
名稱　　　　　類型　　　　約束條件　　　說明
type_id   　  int    　   無重復(fù)　　   類別標(biāo)識，主鍵
type_name　　 char(50)    不允許為空   類型名稱，不允許重復(fù)
type_father   int         不允許為空   該類別的父類別標(biāo)識，如果是頂節(jié)點(diǎn)的話設(shè)定為某個唯一值

　　這樣的設(shè)計短小精悍，完全滿足3nf，而且可以滿足用戶的所有要求。是不是這樣就行呢？答案是no！why？

　　我們來估計一下用戶希望如何羅列出這個表的數(shù)據(jù)的。對用戶而言，他當(dāng)然期望按他所設(shè)定的層次關(guān)系一次羅列出所有的類別，例如這樣：
總類別
　　類別1
　　　　類別1.1
　　　　　　類別1.1.1
　　　　類別1.2
　　類別2
　　　　類別2.1
　　類別3
　　　　類別3.1
　　　　類別3.2
　　……

　　看看為了實(shí)現(xiàn)這樣的列表顯示(樹的先序遍歷)，要對上面的表進(jìn)行多少次檢索？注意，盡管類別1.1.1可能是在類別3.2之后添加的記錄，答案仍然是n次。這樣的效率對于少量的數(shù)據(jù)沒什么影響，但是日后類型擴(kuò)充到數(shù)十條甚至上百條記錄后，單單列一次類型就要檢索數(shù)十次該表，整個程序的運(yùn)行效率就不敢恭維了?；蛟S第二類程序員會說，那我再建一個臨時數(shù)組或臨時表，專門保存類型表的先序遍歷結(jié)果，這樣只在第一次運(yùn)行時檢索數(shù)十次，再次羅列所有的類型關(guān)系時就直接讀那個臨時數(shù)組或臨時表就行了。其實(shí)，用不著再去分配一塊新的內(nèi)存來保存這些數(shù)據(jù)，只要對數(shù)據(jù)表進(jìn)行一定的擴(kuò)充，再對添加類型的數(shù)量進(jìn)行一下約束就行了，要完成上面的列表只需一次檢索就行了。下面是擴(kuò)充后的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)：

類別表_2(type_table_2)
名稱　　　　　類型　　　　約束條件　　　                    說明
type_id   　  int     　  無重復(fù)　　                   類別標(biāo)識，主鍵
type_name　　 char(50)    不允許為空                   類型名稱，不允許重復(fù)
type_father   int         不允許為空                   該類別的父類別標(biāo)識，如果是頂節(jié)點(diǎn)的話設(shè)定為某個唯一值
type_layer    char(6)     限定3層,初始值為000000       類別的先序遍歷，主要為減少檢索數(shù)據(jù)庫的次數(shù)

　　按照這樣的表結(jié)構(gòu)，我們來看看上面例子記錄在表中的數(shù)據(jù)是怎樣的：

type_id      type_name          type_father          type_layer
1             總類別               0                 000000
2             類別1                1                 010000
3             類別1.1              2                 010100
4             類別1.2              2                 010200
5             類別2                1                 020000
6             類別2.1              5                 020100
7             類別3                1                 030000
8             類別3.1              7                 030100
9             類別3.2              7                 030200
10            類別1.1.1            3                 010101
……

　　現(xiàn)在按type_layer的大小來檢索一下：select * from type_table_2 order by type_layer

列出記錄集如下：

type_id      type_name          type_father          type_layer
1             總類別               0                 000000
2             類別1                1                 010000
3             類別1.1              2                 010100
10            類別1.1.1            3                 010101
4             類別1.2              2                 010200
5             類別2                1                 020000
6             類別2.1              5                 020100
7             類別3                1                 030000
8             類別3.1              7                 030100
9             類別3.2              7                 030200
……

　　現(xiàn)在列出的記錄順序正好是先序遍歷的結(jié)果。在控制顯示類別的層次時，只要對type_layer字段中的數(shù)值進(jìn)行判斷，每2位一組，如大于0則向右移2個空格。當(dāng)然，我這個例子中設(shè)定的限制條件是最多3層，每層最多可設(shè)99個子類別，只要按用戶的需求情況修改一下type_layer的長度和位數(shù)，即可更改限制層數(shù)和子類別數(shù)。其實(shí)，上面的設(shè)計不單單只在類別表中用到，網(wǎng)上某些可按樹型列表顯示的論壇程序大多采用類似的設(shè)計。

　　或許有人認(rèn)為，type_table_2中的type_father字段是冗余數(shù)據(jù)，可以除去。如果這樣，在插入、刪除某個類別的時候，就得對type_layer 的內(nèi)容進(jìn)行比較繁瑣的判定，所以我并沒有消去type_father字段，這也正符合數(shù)據(jù)庫設(shè)計中適當(dāng)保留冗余數(shù)據(jù)的來降低程序復(fù)雜度的原則，后面我會舉一個故意增加數(shù)據(jù)冗余的案例。

　　
　　二、商品信息表的設(shè)計
　　假設(shè)你是一家百貨公司電腦部的開發(fā)人員，某天老板要求你為公司開發(fā)一套網(wǎng)上電子商務(wù)平臺，該百貨公司有數(shù)千種商品出售，不過目前僅打算先在網(wǎng)上銷售數(shù)十種方便運(yùn)輸?shù)纳唐罚?dāng)然，以后可能會陸續(xù)在該電子商務(wù)平臺上增加新的商品出售。現(xiàn)在開始進(jìn)行該平臺數(shù)據(jù)庫的商品信息表的設(shè)計。每種出售的商品都會有相同的屬性，如商品編號，商品名稱，商品所屬類別，相關(guān)信息，供貨廠商，內(nèi)含件數(shù)，庫存，進(jìn)貨價，銷售價，優(yōu)惠價。你很快就設(shè)計出4個表：商品類型表(wares_type)，供貨廠商表(wares_provider)，商品信息表(wares_info)：

商品類型表(wares_type)
名稱　　　　　類型　　　　約束條件　　　                    說明
type_id   　  int    　   無重復(fù)　　                   類別標(biāo)識，主鍵
type_name　　 char(50)    不允許為空                   類型名稱，不允許重復(fù)
type_father   int         不允許為空                   該類別的父類別標(biāo)識，如果是頂節(jié)點(diǎn)的話設(shè)定為某個唯一值
type_layer    char(6)     限定3層,初始值為000000       類別的先序遍歷，主要為減少檢索數(shù)據(jù)庫的次數(shù)

供貨廠商表(wares_provider)
名稱　　　　　類型　　　　約束條件　　　                    說明
provider_id   int    　   無重復(fù)　　                   供貨商標(biāo)識，主鍵
provider_name char(100)   不允許為空                   供貨商名稱

商品信息表(wares_info)
名稱　　　　  類型　　　　約束條件　　　                    說明
wares_id       int    　  無重復(fù)　　                     商品標(biāo)識，主鍵
wares_name     char(100)  不允許為空                     商品名稱
wares_type　　 int        不允許為空　　　　　　　　　　 商品類型標(biāo)識，和wares_type.type_id關(guān)聯(lián)
wares_info     char(200)  允許為空                       相關(guān)信息
provider       int        不允許為空                     供貨廠商標(biāo)識，和wares_provider.provider_id關(guān)聯(lián)
setnum         int        初始值為1                      內(nèi)含件數(shù)，默認(rèn)為1
stock          int        初始值為0                      庫存，默認(rèn)為0
buy_price      money      不允許為空                     進(jìn)貨價
sell_price     money      不允許為空                     銷售價
discount       money      不允許為空                     優(yōu)惠價

　　你拿著這3個表給老板檢查，老板希望能夠再添加一個商品圖片的字段，不過只有一部分商品有圖片。ok，你在商品信息表(wares_info)中增加了一個haspic的bool型字段，然后再建了一個新表——商品圖片表(wares_pic)：

商品圖片表(wares_pic)
名稱　　　　  類型　　　　約束條件　　　                    說明
pic_id        int    　   無重復(fù)　　                     商品圖片標(biāo)識，主鍵
wares_id      int         不允許為空                     所屬商品標(biāo)識，和wares_info.wares_id關(guān)聯(lián)
pic_address　 char(200)   不允許為空　　　　　　　　　　 圖片存放路徑

　　程序開發(fā)完成后，完全滿足老板目前的要求，于是正式啟用。一段時間后，老板打算在這套平臺上推出新的商品銷售，其中，某類商品全部都需添加“長度”的屬性。第一輪折騰來了……當(dāng)然，你按照添加商品圖片表的老方法，在商品信息表(wares_info)中增加了一個haslength的bool型字段，又建了一個新表——商品長度表(wares_length)：

商品長度表(wares_length)
名稱　　　　  類型　　　　約束條件　　　                    說明
length_id     int    　   無重復(fù)　　                     商品圖片標(biāo)識，主鍵
wares_id      int         不允許為空                     所屬商品標(biāo)識，和wares_info.wares_id關(guān)聯(lián)
length　      char(20)    不允許為空　　　　　　　　　　 商品長度說明

　　剛剛改完沒多久，老板又打算上一批新的商品，這次某類商品全部需要添加“寬度”的屬性。你咬了咬牙，又照方抓藥，添加了商品寬度表(wares_width)。又過了一段時間，老板新上的商品中有一些需要添加“高度”的屬性，你是不是開始覺得你所設(shè)計的數(shù)據(jù)庫按照這種方式增長下去，很快就能變成一個迷宮呢？那么，有沒有什么辦法遏制這種不可預(yù)見性，但卻類似重復(fù)的數(shù)據(jù)庫膨脹呢？我在閱讀《敏捷軟件開發(fā)：原則、模式與實(shí)踐》中發(fā)現(xiàn)作者舉過類似的例子：7.3　“copy”程序。其中，我非常贊同敏捷軟件開發(fā)這個觀點(diǎn)：在最初幾乎不進(jìn)行預(yù)先設(shè)計，但是一旦需求發(fā)生變化，此時作為一名追求卓越的程序員，應(yīng)該從頭審查整個架構(gòu)設(shè)計，在此次修改中設(shè)計出能夠滿足日后類似修改的系統(tǒng)架構(gòu)。下面是我在需要添加“長度”的屬性時所提供的修改方案：

　　去掉商品信息表(wares_info)中的haspic字段，添加商品額外屬性表(wares_ex_property)和商品額外信息表(wares_ex_info)2個表來完成添加新屬性的功能。

商品額外屬性表(wares_ex_property)
名稱　　　　  類型　　　　約束條件　　　                    說明
ex_pid        int    　   無重復(fù)　　                     商品額外屬性標(biāo)識，主鍵
p_name        char(20)    不允許為空                     額外屬性名稱

商品額外信息表(wares_ex_info)
名稱　　　　    類型　　　　約束條件　　　                    說明
ex_iid          int    　   無重復(fù)　　                     商品額外信息標(biāo)識，主鍵
wares_id        int         不允許為空                     所屬商品標(biāo)識，和wares_info.wares_id關(guān)聯(lián)
property_id　   int         不允許為空　　　　　　　　　　 商品額外屬性標(biāo)識，和wares_ex_property.ex_pid關(guān)聯(lián)
property_value  char(200)   不允許為空                     商品額外屬性值

　　在商品額外屬性表(wares_ex_property)中添加2條記錄：
ex_pid            p_name
1                商品圖片
2                商品長度

　　再在整個電子商務(wù)平臺的后臺管理功能中追加一項(xiàng)商品額外屬性管理的功能，以后添加新的商品時出現(xiàn)新的屬性，只需利用該功能往商品額外屬性表(wares_ex_property)中添加一條記錄即可。不要害怕變化，被第一顆子彈擊中并不是壞事，壞的是被相同軌道飛來的第二顆、第三顆子彈擊中。第一顆子彈來得越早，所受的傷越重，之后的抵抗力也越強(qiáng)8)(待續(xù))