连接依赖

众所周知，数据库中的“连接依赖（JD）”发生在大型表可以被分解成较小的表，之后我们可以通过将所有这些较小的表重新连接起来，轻松地重建原始表。通常，简单来说，它意味着来自一个大关系（我们称之为 R）的数据可以分解成 R1、R2、R3 等片段，如果我们在这些片段上使用自然连接，我们将有效地再次得到相同的表 R。

尽管如此，这个概念通常在处理数据之间通常存在的复杂关系时发挥作用。

• 例如，如果一个表中的信息依赖于另一个表中的内容，那么这就是连接依赖发生的地方。它展示了不同的数据片段是如何关联的，以及它们必须如何共同存在才能分别有意义。

连接依赖在实际使用数据库范式化，特别是第五范式（5NF）时尤其重要。这种范式化级别确保表被分解成最有效的结构，而不会丢失数据或其含义。主要目标是消除冗余并使更新更容易。

然而，如果我们在分解表后再重新连接各部分，并没有真正改变任何东西，这意味着原始表和连接结果是相同的，那么连接依赖就没有太大价值，并被认为是琐碎的。

在表示法中，我们这样表示连接依赖：

R = R1 ⨝ R2 ⨝ R3 ⨝ ... ⨝ Rn

这里，⨝ 表示自然连接，R1 到 Rn 是子关系。

• 连接分解是多值依赖的进一步泛化。
• 如果 R1 和 R2 在 C 上的连接等于关系 R，那么我们可以说存在连接依赖 (JD)。
• 其中 R1 和 R2 是给定关系 R (A, B, C, D) 的分解 R1(A, B, C) 和 R2(C, D)。
• 此外，R1 和 R2 是 R 的无损分解。
• 如果 R1, R2,....., Rn 是无损连接分解，则 JD ⋈ {R1, R2... Rn} 被认为在关系 R 上成立。
• 如果连接的属性的连接等于关系 R，则 *(A, B, C, D), (C, D) 将是 R 的 JD。
• 这里，*(R1, R2, R3) 用于表示关系 R1, R2, R3 等是 R 的 JD

连接依赖的类型

所选数据库中的连接依赖可以轻松地分为两种主要类型，即无损连接依赖和有损连接依赖。这些类型描述了当表被拆分后重新连接时数据会发生什么。

1. 无损连接依赖

无损连接意味着当一个表被分成更小的表然后重新连接时，不会丢失数据。所有原始信息都完全保留。这种类型的连接通常是理想的，因为它确保数据库在连接操作发生后保持准确，并且没有任何重要信息丢失。

• 例如，如果我们将一个员工详细信息表分成两部分，一部分包含姓名和 ID，另一部分包含 ID 和工资，那么在这种情况下，我们应该能够通过仅使用 ID 将它们重新连接起来，并获得相同的原始表。

2. 有损连接依赖

另一方面，有损连接在表重新连接时可能导致数据丢失或重复。这意味着最终连接的表可能与原始表不完全相同。它可能缺少某些行（称为元组）或包含不正确的额外行。这通常发生在没有使用正确的键或条件进行连接时，导致数据不完整或具有误导性。

示例

让我们假设我们有一个名为 Company_Stats 的表，它主要存储哪个公司通过哪个销售代理销售哪个产品的信息。该表有三列：公司、产品和代理。

现在，假设我们实际上想测试这个表是否遵循连接依赖。为此，我们会将其分解成更小的部分，然后尝试将它们连接起来，看看我们是否能获得原始数据。

我们首先创建两个子表

• R1 仅包含公司和产品列。
• R2 包含产品和代理列。

接下来，我们需要在 R1 和 R2 之间执行自然连接。理想情况下，这应该能让我们得到原始表。但在这个例子中，如果出现问题，我们会得到一些以前不存在的额外行。这些额外的行被称为“虚假元组”。它们之所以出现，是因为有些产品与多个代理关联，这会创建原始不存在的组合。为了解决这个问题，我们创建了另一个表 R3，其中包含公司和代理。当我们把所有三个表——R1、R2 和 R3——连接在一起时，我们最终会得到与原始表完全相同的结果。这表明，为了使连接依赖正确地成立，有时需要两个以上的表来维护准确的数据，而没有任何重复或缺失值。

表：Company_Stats

表：R1

表：R2

在 R1 和 R2 之间执行连接操作后

R1  ⨝ R2

在这里，我们可以看到在执行连接后我们额外得到了两个元组，即 (C1, TV, Mohan) 和 (C2, TV, Aman)，所有这些元组都被称为虚假元组，这不是连接依赖的属性。因此，我们将创建另一个关系 R3 并与 (R1 ⨝ R2) 执行其自然连接。所以，如下所示

表：R3

现在，对 (R1 ⨝R2)⨝ R3 进行自然连接，我们得到

我们已经将原始表分解成更小的部分，现在我们可以使用这些部分来检查它们是否可以正确地连接回来。这使得检查它们是否正确地相互依赖变得更容易、更高效。

常见问题解答 (FAQs)

问题 1：列出连接依赖和 5NF 的主要区别。

答案：我们都知道，连接依赖和第五范式（5NF）都属于数据库范式化的一部分，但它们的目的略有不同。连接依赖主要确保当一个表被分解成多个较小的表时，它可以被重新连接而不会丢失或获得额外数据。另一方面，5NF 侧重于消除表内的复杂关系，特别是那些涉及多个字段的关系。简而言之，连接依赖处理表如何连接，而 5NF 旨在最大限度地分离数据，同时不有效地丢失含义。

问题 2：DBMS 中的分解是什么意思？

答案：分解是指将一个大表分解成更小、更易于管理的部分以改进结构的过程。这有助于避免重复，并解决数据问题，如不一致或异常。

Q3：分解有多少种类型？

答案：主要有两种类型：无损和有损。无损分解在拆分后保持所有原始数据完整。然而，有损分解在尝试重新连接表时可能导致数据丢失或不正确。

Q4：DBMS 中的范式化是什么？

答案：范式化是一种在数据库中正确组织数据的技术。它通过利用基于数据关系的规则，减少重复并防止数据录入、更新或删除期间出现问题。