包含依赖

众所周知，所谓的“包含依赖”主要被认为是数据库设计的关键概念。它有助于个人轻松理解不同数据集如何有效地相互关联。它描述了一种数据集合依赖于另一种数据集合的关系。依赖于其他集合的数据集合称为“依赖集”，而提供所需信息的集合称为“决定集”。

• 例如，让我们想象一个负责存储员工详细信息的公司数据库。依赖集可以是员工姓名，决定集可以是员工 ID。每个人都可以通过他们各自唯一的 ID 来识别员工姓名。换句话说，ID 决定了姓名，并且没有 ID 姓名也无法存在。

通常，这种包含依赖的思想对于保持数据库中的数据准确性和一致性至关重要。如果我们尝试在不提供 ID 的情况下添加员工姓名，那么数据库将阻止这样做，因为没有 ID 就无法完全确定姓名。这有助于避免错误并确保数据库始终保持可靠。除了保持数据准确性之外，包含依赖还在提高数据库性能方面发挥着重要作用。通过识别哪些数据集以这种方式相关，我们可以减少冗余并加快查询速度。例如，与其多次存储每个员工的姓名，不如只存储 ID，并在需要时获取姓名，从而节省存储空间并加快数据库速度。

然而，包含依赖与数据库设计中的规范化过程相关。规范化就是组织数据，目的是减少重复并确保数据库非常高效。通过理解包含依赖，我们可以更好地构建数据库，使其更易于管理，并确保其高效运行，而不会出现不必要的重复。

数据库管理系统中包含依赖的含义是什么？

“包含依赖主要被认为是一种约束类型，它被有效地用于关系数据库中，目的是确保

一个表中的值包含在另一个选定的表中。” 它在维护两个关系之间的参照完整性方面起着至关重要的作用，确保相关表中的某些数据一致。

形式上，考虑两个关系

• R(A)：具有属性 A 的关系 R。
• S(B)：具有属性 B 的关系 S。

包含依赖表示为

R[A] ⊆ S[B]

这意味着关系 R 的属性 A 中的每个值都必须存在于关系 S 的属性 B 中。简而言之，关系 R 的属性 A 中的值集是关系 S 的属性 B 中的值集的子集。

• 例如，现在让我们想象一下我们有两个表：“Orders”表（R）有一个“Product_ID”列，以及一个“Products”表（S）有一个“Product_ID”列。如果这两个表之间存在包含依赖，则意味着 Orders 表中的每个 Product_ID 都必须出现在 Products 表中。这将确保仅为可能存在的目录中的产品下订单。

关于包含依赖的关键点

• 多值依赖和连接依赖可用于指导数据库设计，尽管它们都比函数依赖不常见。
• 包含依赖非常常见。它们通常对数据库设计的影响很小。
• 包含依赖是一个陈述，其中关系中的某些列包含在其他列中。
• 包含依赖的例子是外键。在一个关系中，引用关系包含在被引用关系的主键列中。
• 假设我们有两个关系 R 和 S，它们是通过翻译两个实体集而获得的，使得每个 R 实体也是一个 S 实体。
• 如果将 R 投影到其键属性上得到的关系包含在将 S 投影到其键属性上得到的关系中，则会出现包含依赖。
• 在包含依赖中，我们不应拆分参与包含依赖的属性组。
• 实践中，大多数包含依赖都是基于键的，仅涉及键。

此外，包含依赖在需要一个表中的数据与另一个表相关联或存在于另一个表中时特别有用，并且它们有助于防止不一致，例如在订单中引用不存在的产品。它也是一种机制，用于确保数据库中没有“孤儿”数据，使数据结构保持连贯和有意义。因此，通过强制执行包含依赖，相关数据库可以维护表之间更强的完整性，这有助于避免数据异常和不一致。

示例场景

考虑一个具有两个表的大学数据库

Students 表

Enrollments 表

在这种情况下，包含依赖主要存在于 Enrollments.StudentID 和 Students.StudentID 之间。这意味着 Enrolments 表中的每个 StudentID 都必须存在于 Students 表中，从而确保仅为有效学生进行注册。

包含依赖的优点

使用相关包含依赖的各种优点如下：

• 它通常通过确保一个表中的值存在于另一个表中来保持数据准确。
• 它还有助于维护相关表之间的正确链接。
• 使数据更新和删除更轻松、更安全。
• 它有助于有效组织数据，并在规范化过程中避免重复。

包含依赖的缺点

使用相关包含依赖的各种缺点如下：

• 在大型数据库中设置可能会很棘手。
• 由于额外的检查，它可能会减慢插入或删除等操作。
• 它可能会导致数据在不同表中重复，仅仅是为了满足规则。
• 它可能无法涵盖所有类型的表关系，因此可能需要其他规则。

常见问题解答 (FAQ)

问题 1：包含依赖与外键有何不同？

回答：众所周知，包含依赖是一个通用规则，它表示一个表中的值也必须存在于另一个表中。外键是一种特定的包含依赖，其中一列以有效的方式直接引用另一个表的主键。

问题 2：我们可以不使用外键而使用包含依赖吗？

回答：是的，可以通过使用应用程序逻辑或数据库触发器轻松处理它们。尽管如此，外键仍然是强制执行它们的最常见也是最可靠的方式。

问题 3：NoSQL 数据库使用包含依赖吗？

回答：不直接。NoSQL 系统通常使用不同的方法来维护关系和数据完整性。

问题 4：它们会导致数据重复吗？

回答：是的，有时为了分别满足规则，相同的数据可能会出现在多个表中。