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一、前言

ER建模环节完成后，需求就被描述成了ER图。之后，便可根据这个ER图设计相应的关系表了。

从ER图到具体关系表的建立，需要经过两个步骤：逻辑模型设计和物理模型设计。其中前者将ER图映射为逻辑意义上的关系表，后者则映射为物理意义上的关系表。

逻辑意义上的关系表，可以理解为单纯意义上的关系表，它不涉及到表中字段数据类型，索引信息，触发器等细节信息。本文将详细介绍ER模型到逻辑关系表的映射是如何完成的。

二、基本概念

1. 关系(relation)

关系就是在数据库中存在的，包含行和列的一张表。也常被称为关系表，或者表。注意只有在确保不会引起混乱的时候使用最后一种称呼，因为关系表和一般意义上的表有很大区别(下文会分析)。

2. 列(column)

列就是字面意义上表的列，有时也被称作属性，或者域。

3. 行(row)

行就是字面意义上表的行，有时也被称作元祖，或者记录。

4. 关系表的基本约束(关系表 VS 一般的表)

• 一个列只能有一个名称
• 不能出现完全一样的行
• 表中每个值都必须为单值
• 同一列中的所有值都必须属于同一个域
• 行/列顺序无关

5. 主码(primary key)

每个关系表必须要有一个主码(可含多列)，用来唯一标识表中各行记录。

6. 实体完整性约束(entity integrity constraint)

所有主码必须非空。

7. 外码(foreign key)

外码是关系表中的某一列，而这一列恰恰又是另一个关系表的主码。

8. 参照完整性约束(reference integrity constraints)

外码取值要么为空，要么为其参照关系表中的主码取值。

二、ER模型到关系表的映射

1. 常规实体映射为关系表

对常规实体来说，其每个属性对应到关系表中的某一列，而某单值且唯一的列则映射为主码，标记下划线。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

2. 含复合属性的实体映射为关系表

在这类映射中，复合属性的各子属性会映射到新的关系中，且不会出现复合属性名。但数据库上层的前端应用，可能会用到复合属性名，也就是ER图在各个阶段都有可能用到，不是说映射为关系后就没啥事了。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

3. 含唯一复合属性的实体映射为关系表

在这类映射中，会形成一个复合主码，其成员为复合属性的各子属性。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

4. 含可选属性的实体映射为关系表

在这类映射中，需要将可选属性对应的列标记一个(O)。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

5. 一对多(1 : M)联系的映射

在这类映射中，为M侧的实体所映射得到的关系中，设置一个外码，这个外码对应于由1侧的实体映射得到的关系中的主码。注意，外码命名不一定要和它对应的主码一致，可根据实际情况决定。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

6. 多对多(M : N)联系映射

在这类映射中，除了具有多对多联系的两个实体之外，联系本身也需要映射为关系。联系对应的关系中将有两个外码，分别对应两个实体的主码，同时这两个外码构成新关系的主码。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

7. 一对一(1 : 1)联系的映射

这类映射和 (1 : M) 很相似。原则上外键设在任何一个实体的关系中都OK，但如果一对一联系中的基数约束是强制单个和可选单个这种类型，则最好将外键设置在可选多的一侧。因为这样可以保证关系中不会出现太多空值。

• 如下实体：

• 映射为关表：

8. 含若干候选码的实体映射为关系表

在这类映射中，主码依然标记划线，而非主码唯一属性则标记(U)。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

9. 含多值属性的实体映射为关系表

在这类映射中，需要为多值属性创建一个新的关系，新关系中包含一个外码，对应到主实体的主码。同时属性值和外码构成了新关系的复合主码。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

10. 含派生属性的实体映射为关系表

派生属性不需要做什么特别处理，那是前端的事情，哈哈。

11. 一对多 (1 : M) 一元联系的映射

在这类映射中，实体映射得到的关系中包含一个外码，对应到关系自身的主码。需要注意的是，该映射中的外码名和主码名是不同的，事实上关系中也不允许出现名称相同的两列。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

12. 多对多 (M : N) 一元联系的映射

在这类映射中，除了实体本身需要映射为关系之外，多对多联系也需要映射为另一个关系。新的关系中将有两个外码，它们均对应到实体主码。这两个外码又组合为新关系的复合主码，这里同样要注意外码名要避免和主码名重复。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

13. 一对一 (1 : 1) 一元联系的映射

和上面第11条讲的一对多(1 : M)一元联系映射规则完全相同，此处不再举例说明。

14. 弱实体映射为关系

弱实体映射和常规一对多联系映射一样，需要在弱实体(M侧实体)中建立一个对应到属主实体(1侧实体)的外码。然而区别是弱实体中的主码是弱实体自身的部分码 + 外码构成的复合主码，而后者的主码仅是M侧实体自己的主码。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

如果联系是一对一，则弱实体的主码就是那个对应到其属主实体的外码，而没有部分码了。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

15. 将关联实体映射为关系

关联实体本身就是联系，因此它的映射规则和联系是一样的。

16. 三元联系的映射

在这类映射中，与多对多联系的映射比较相似。另外，三元联系肯定是多对多对多的。因为如果三元中有一个为一，那么该三元联系，就应该转成两个二元的一对多联系。

• 如下实体：

• 映射为关系表：

三、概念模型 VS 逻辑模型

数据开发人员绘制ER图，并和项目各方人员协同需求，达成一致的过程，叫做概念模型建模、或ER建模、或需求可视化。

概念模型建模过程中，涉及到的人员，开发能力比较薄弱，甚至不懂开发，因此ER图必须清晰明了，不能涉及到过多的技术细节。

在ER图绘制完毕之后，开始将它映射为数据库的各种关系表的过程，叫做逻辑模型建模，或者关系建模。

可能您会有疑问，ER图不是可以直接映射到关系吗，而且已经有了相应的映射工具了，为什么还要绘制ER图多此一举呢？ER图是拿出去和别人谈需求的，要求各方人员都能看得懂。而关系表涉及到了过多实现细节，比如：要给多对多联系/多值属性等多建一张表、要设置外码、各种复合主码等。这些东西不应该在谈需求的时候出现，它们应当对非开发人员透明。而且ER图中每个属性只会出现一次，减少了蕴含的信息量，是更好的交流和文档化工具。

其实，ER模型所蕴含的信息，也没有全部被逻辑模型包含。比如：联系的自定义基数约束、实体的复合属性和派生属性、用户的自定义约束等。因此ER模型，在整个开发流程(如物理模型建模，甚至前端开发)中是都会用到的，不能认为ER模型转换到逻辑模型后，就没有任何作用了。

逻辑模型设计好后，就可以开始着手数据库的物理实现了。数据库的物理实现也被称为物理模型建模，这个阶段不但需要参照逻辑模型，还应当参照ER图。