淺談數據庫設計技巧(下)

 三、多用戶及其權限管理的設計
  開發數據庫管理類的軟件,不可能不考慮多用戶和用戶權限設置的問題。儘管目前市面上的大、中型的後臺數據庫系統軟件都提供了多用戶,以及細至某個數據庫內某張表的權限設置的功能,我個人建議:一套成熟的數據庫管理軟件,還是應該自行設計用戶管理這塊功能,原因有二:
  1.那些大、中型後臺數據庫系統軟件所提供的多用戶及其權限設置都是針對數據庫的共有屬性,並不一定能完全滿足某些特例的需求;
  2.不要過多的依賴後臺數據庫系統軟件的某些特殊功能,多種大、中型後臺數據庫系統軟件之間並不完全兼容。否則一旦日後需要轉換數據庫平臺或後臺數據庫系統軟件版本升級,之前的架構設計很可能無法重用。

  下面看看如何自行設計一套比較靈活的多用戶管理模塊,即該數據庫管理軟件的系統管理員可以自行添加新用戶,修改已有用戶的權限,刪除已有用戶。首先,分析用戶需求,列出該數據庫管理軟件所有需要實現的功能;然後,根據一定的聯繫對這些功能進行分類,即把某類用戶需使用的功能歸爲一類;最後開始建表:
  
功能表(Function_table)
名稱     類型    約束條件   說明

f_id          int   
    無重複     功能標識,主鍵
f_name        char(20)   
不允許爲空   功能名稱,不允許重複
f_desc        char(50)   
允許爲空     功能描述

用戶組表(User_group)
名稱     類型    約束條件   說明

group_id      int        
無重複        用戶組標識,主鍵
group_name    char(20)   
不允許爲空    用戶組名稱
group_power   char(100)  
不允許爲空    用戶組權限表,內容爲功能表f_id的集合

用戶表(User_table)
名稱     類型    約束條件   說明

user_id       int        
無重複        用戶標識,主鍵
user_name     char(20)   
無重複        用戶名
user_pwd      char(20)   
不允許爲空    用戶密碼
user_type     int        
不允許爲空    所屬用戶組標識,和User_group.group_id關聯

  採用這種用戶組的架構設計,當需要添加新用戶時,只需指定新用戶所屬的用戶組;當以後系統需要添加新功能或對舊有功能權限進行修改時,只用操作功能表和用戶組表的記錄,原有用戶的功能即可相應隨之變化。當然,這種架構設計把數據庫管理軟件的功能判定移到了前臺,使得前臺開發相對複雜一些。但是,當用戶數較大(10人以上),或日後軟件升級的概率較大時,這個代價是值得的。


  四、簡潔的批量m:n設計
  碰到m:n的關係,一般都是建立3個表,m一個,n一個,m:n一個。但是,m:n有時會遇到批量處理的情況,例如到圖書館借書,一般都是允許用戶同時借閱n本書,如果要求按批查詢借閱記錄,即列出某個用戶某次借閱的所有書籍,該如何設計呢?讓我們建好必須的3個表先:

書籍表(Book_table)
名稱     類型    約束條件   說明

book_id       int        
無重複        書籍標識,主鍵
book_no       char(20)   
無重複        書籍編號
book_name     char(100)  
不允許爲空    書籍名稱
……

借閱用戶表(Renter_table)
名稱     類型    約束條件   說明

renter_id     int        
無重複        用戶標識,主鍵
renter_name   char(20)   
不允許爲空    用戶姓名
……

借閱記錄表(Rent_log)
名稱     類型    約束條件   說明

rent_id       int        
無重複        借閱記錄標識,主鍵
r_id          int        
不允許爲空    用戶標識,和Renter_table.renter_id關聯
b_id          int        
不允許爲空    書籍標識,和Book_table.book_id關聯
rent_date     datetime   
不允許爲空    借閱時間
……

  爲了實現按批查詢借閱記錄,我們可以再建一個表來保存批量借閱的信息,例如:

批量借閱表(Batch_rent)
名稱     類型    約束條件   說明

batch_id      int        
無重複        批量借閱標識,主鍵
batch_no      int        
不允許爲空    批量借閱編號,同一批借閱的batch_no相同
rent_id       int        
不允許爲空    借閱記錄標識,和Rent_log.rent_id關聯
batch_date    datetime   
不允許爲空    批量借閱時間

  這樣的設計好嗎?我們來看看爲了列出某個用戶某次借閱的所有書籍,需要如何查詢?首先檢索批量借閱表(Batch_rent),把符合條件的的所有記錄的rent_id字段的數據保存起來,再用這些數據作爲查詢條件帶入到借閱記錄表(Rent_log)中去查詢。那麼,有沒有什麼辦法改進呢?下面給出一種簡潔的批量設計方案,不需添加新表,只需修改一下借閱記錄表(Rent_log)即可。修改後的記錄表(Rent_log)如下:

借閱記錄表(Rent_log)
名稱     類型    約束條件   說明

rent_id       int        
無重複        借閱記錄標識,主鍵
r_id          int        
不允許爲空    用戶標識,和Renter_table.renter_id關聯
b_id          int        
不允許爲空    書籍標識,和Book_table.book_id關聯
batch_no      int        
不允許爲空    批量借閱編號,同一批借閱的batch_no相同
rent_date     datetime   
不允許爲空    借閱時間
……

  其中,同一次借閱的batch_no和該批第一條入庫的rent_id相同。舉例:假設當前最大rent_id64,接着某用戶一次借閱了3本書,則批量插入的3條借閱記錄的batch_no都是65。之後另外一個用戶租了一套碟,再插入出租記錄的rent_id68。採用這種設計,查詢批量借閱的信息時,只需使用一條標準T_SQL的嵌套查詢即可。當然,這種設計不符合3NF,但是和上面標準的3NF設計比起來,哪一種更好呢?答案就不用我說了吧。


  五、冗餘數據的取捨
  上篇的樹型關係的數據表中保留了一個冗餘字段,這裏的例子更進一步——添加了一個冗餘表。先看看例子:我原先所在的公司爲了解決員工的工作餐,和附近的一家小餐館聯繫,每天吃飯記賬,費用按人數平攤,月底由公司現金結算,每個人每個月的工作餐費從工資中扣除。當然,每天吃飯的人員和人數都不是固定的,而且,由於每頓工作餐的所點的菜色不同,每頓的花費也不相同。例如,星期一中餐5人花費40元,晚餐2人花費20,星期二中餐6人花費36元,晚餐3人花費18元。爲了方便計算每個人每個月的工作餐費,我寫了一個簡陋的就餐記賬管理程序,數據庫裏有3個表:

員工表(Clerk_table)
名稱     類型    約束條件   說明

clerk_id      int        
無重複        員工標識,主鍵
clerk_name    char(10)   
不允許爲空    員工姓名

每餐總表(Eatdata1)
名稱     類型    約束條件   說明

totle_id      int        
無重複        每餐總表標識,主鍵
persons       char(100)  
不允許爲空    就餐員工的員工標識集合
eat_date      datetime   
不允許爲空    就餐日期
eat_type      char(1)    
不允許爲空    就餐類型,用來區分中、晚餐
totle_price   money      
不允許爲空    每餐總花費
persons_num   int        
不允許爲空    就餐人數

就餐計費細表(Eatdata2)
名稱     類型    約束條件   說明

id            int        
無重複        就餐計費細表標識,主鍵
t_id          int        
不允許爲空    每餐總表標識,和Eatdata1.totle_id關聯
c_id          int        
不允許爲空    員工標識標識,和Clerk_table.clerk_id關聯
price         money      
不允許爲空    每人每餐花費

  其中,就餐計費細表(Eatdata2)的記錄就是把每餐總表(Eatdata1)的一條記錄按就餐員工平攤拆開,是個不折不扣的冗餘表。當然,也可以把每餐總表(Eatdata1)的部分字段合併到就餐計費細表(Eatdata2)中,這樣每餐總表(Eatdata1)就成了冗餘表,不過這樣所設計出來的就餐計費細表重複數據更多,相比來說還是上面的方案好些。但是,就是就餐計費細表(Eatdata2)這個冗餘表,在做每月每人餐費統計的時候,大大簡化了編程的複雜度,只用類似這麼一條查詢語句即可統計出每人每月的寄餐次數和餐費總帳:

SELECT clerk_name AS personname,COUNT(c_id) as eattimes,SUM(price) AS ptprice FROM Eatdata2 JOIN Clerk_tabsle ON (c_id=clerk_id) JOIN eatdata1 ON (totleid=tid) WHERE eat_date>=CONVERT(datetime,'"&the_date&"') AND eat_date<DATEADD(month,1,CONVERT(datetime,'"&the_date&"')) GROUP BY c_id

  想象一下,如果不用這個冗餘表,每次統計每人每月的餐費總帳時會多麻煩,程序效率也夠嗆。那麼,到底什麼時候可以增加一定的冗餘數據呢?我認爲有2個原則:

  1、用戶的整體需求。當用戶更多的關注於,對數據庫的規範記錄按一定的算法進行處理後,再列出的數據。如果該算法可以直接利用後臺數據庫系統的內嵌函數來完成,此時可以適當的增加冗餘字段,甚至冗餘表來保存這些經過算法處理後的數據。要知道,對於大批量數據的查詢,修改或刪除,後臺數據庫系統的效率遠遠高於我們自己編寫的代碼。
  2、簡化開發的複雜度。現代軟件開發,實現同樣的功能,方法有很多。儘管不必要求程序員精通絕大部分的開發工具和平臺,但是還是需要了解哪種方法搭配哪種開發工具的程序更簡潔,效率更高一些。冗餘數據的本質就是用空間換時間,尤其是目前硬件的發展遠遠高於軟件,所以適當的冗餘是可以接受的。不過我還是在最後再強調一下:不要過多的依賴平臺和開發工具的特性來簡化開發,這個度要是沒把握好的話,後期維護升級會栽大跟頭的。

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