九章节联系实现

1、第九章 联系的实现 对象类型间通过属性的引用建立了对象实例间的联系 本章重点研究对象间联系的语义及其实现方法 对象间的联系可以是n元联系(n2)n个对象间通过一个联系进行联接 其中最简单，常用的是二元联系(n=2) 二元联系中，二个对象间的联系语义有1:1，1:n，n:1，n:m9.1 没有属性的二元联系一个二元联系本身没有任何属性，它只表达了二个对象类型间的联系联系的实现：通过设置进入点entry point来完成1. 进入点设在tleft处：tleft类型增加一个引用对象tright的属性，tright类型无需增加属性2. 进入点设在tright处3. 增加一个对象类型rbin，它仅有二个

2、元组属性，分别是tleft类型和tright类型，这种方法可以加载rbin本身独特的属性tleftrbintright1:1的二元联系的实现（一）无冗余的表达方式一个联系仅在一个对象属性中表达 采用 (或者)方法应当从查询需求入手，选择查询频度高的一方作为进入点问题： 1)反向查询速度极慢：对一个特定的tright实例，查其相应的tleft实例时需要查过所有的tleft实例集合2)即使正向查询，若存在联系的偶对集合很小，那么仍然费时 采用方法定义一个rbin类型，tr并由系统维护tr集合，适用于tr相对tleft(tright)较小时问题：1)需要二次查找才能定位2)当tr集合仍然庞大是，寻找

3、一组特定的偶对效率仍然很低需要建立索引tleftrtright11type tleft is body r:tright; end type tleft;type tright body r-1 :tleft; end type tright;type tr is with extension is body left:tleft; right:tright;end type tr;1:1的二元联系的实现(续)（二）冗余的表达方式1二个进入点 在tleft中建立r属性类型为tright 在tright中建立r-1属性类型为tleft优点：提高反向查询效率问题：当两个对象实例间的联系发生变更时，

4、容易产生修改异常，生成对象库状态的一致性受到破坏 解决方法:重新定义r属性的值接受操作refine r:tright code setr;define setr(oright) isbegin oright.r-1 := self; self.r := oright;end define setr; 由此，确保了r属性与.r-1属性的同步修改 必须利用封装技术来控制不会单独修改.r-1 (.r-1只读)总结1. 利用封装技术重新定义关联属性的状态的修改2. 特别注意不能在同一时间，以同样的方式修改类型tright的.r-1的值接受操作，否则导致递归操作的无限循环即：重写tleft，r的值接受操

5、作隐藏tright，.r-1 的值接受操作，使其为只读类型（三）冗余表达方式2采用显式的冗余方式 用tr作为中间联系方法将二者显式相连 查询为二次查询，但管理方便 对r， r-1 的修改自然要遵照异常处理方式重定义vco和做相应的隐藏type tleft is body r:tr; end type tleft;type tr is with extension is body left:tleft; right:tright;end type tr;type tright body r-1 :tr; end type tright;1:n 的二元 联系的实现type tleft is typ

6、e tright is type tr body body with extension is body r: tright ; r-1: tleft; left: tleft ; right: tright; end type tleft; end type tright ; end type tr ; 方式(1)方式(2)方式(3)tlefttrightr1n 其中唯有方式(2)能确保一致性约束,r-是单值的。 方式(1)(3)均不能确保两对象间1:n的约束。 对(1),必须重新定义r属性的值接受操作 对(3),必须对tr的对象实例库进行一致性维护,即tr的insert操作进行一致性维护n

7、:m的二元联系的实现type tleft is type tright is type tr body body with extension is body r: tright ; r-1: tleft ; left: tleft ; right: tright; end type tleft; end type tright; end type tr ; 方式(1)方式(2)方式(3) 采用原则:以最大查询频率为依据选择入口点 可以采用组合冗余方法,但需要进行状态一致性维护tlefttrightrnm具有k个属性的二元联系的实现 1:1的联系:仍然可以采用方式(1)或(2),k个属性寄放在

8、tleft或tright 1:n的联系只能放在单值属性的对象类型方 n:m的联系寄存在那一方均不合适,只能采用方式(3),定义此属性的类型tr, tr具有k+2个元组属性tlefta1trightraktype trwith extension isbodyleft: tleft ; right: tright;a1：t1r;ak：tkr; operationsdeclare tr: tleft , tright,t1r, , tkr - tr code inittr;implementationdefine inittr(oleft ,oright,o1,ok) isbegin self.l

9、eft := oleft; self.right := oright; self.a1 := o1; ; self.ak := ok ;end define inittrend type trn元联系的实现 只能采用方式(3)建立tr类型处理 对初始化进行重定义,以保证约束的一致性。 为了检索高效率,需要考虑受控的冗余建模。t1t2a1aktnrtype trwith extension isbodyentitiy1: t1 ; entitiyn: tn;a1：t1r;ak：tkr; operationsdeclare tr: t1 , , tn,t1r, , tkr - trimplemen

10、tationend type tr示例分析(一) 1-1联系实例:工程师与他所占办公室的联系处理约束条件：一个工程师一间办公室type engineer is type office is bodybody residein: office; isoccupied: engineer; end type engineer ; end type office; 先有工程师，再分 经常查询某办公室的工程师是谁配房间engineersofficesresidesin11用方式(1)和(2)组合建模下冗余的一致性维护 联系更新时一般的方式(1)if (thepenthouse.isoccupiedby

11、 != null)thepenthouse.isoccupiedby.residesin :=null; (2)if (leonardo.residesin != null ) leonardo.residesin. isoccupiedby :=null; (3) leonardo.residesin := thepenthouse;(4) thepenthouseis.occupiedby := leonardo; 设计操作movetooffice来维护一致性状态define movetooffice(newresidence ) isbegin if (newresidence.isoc

12、cupiedby != null)newresidence.isoccupiedby.residesin := null; if (self.residesin != null )self.residesin.isoccupiedby := null; self.residesin := newresidence; newresidence. isoccupiedby := self;end define movetooffice;示例分析(二) 工程师与部门间的1:n的联系type engineer is type division is body body worksfor: divisi

13、on; employs: engineerset; end type engineer ; end type division; type engineerset is body engineer end type engineerset; engineersdivisionsworksforn1控制类型冗余模型的两个操作 hiredefine hire(neweng) isbeginself.employs.insert(neweng);neweng.worksfor := self; end define hire; firedefine fire(badeng) isbeginself.

14、employs.remove(badeng);badeng.worksfor := null; end define hire; 聘用和辞退两个操作可以保持db的完整性约束。递归的1:n的关系 产品与产品间具有递归的组合联系 e-r图的展开可以有两种描述模式productscompositionn1subsuper a:通过super属性表达了is.part-of的语义关系：即：一个产品属于上层产品的一个部件type product is body super: product ; end type product ;适用范围：查找某种产品被组装在什么部件中。沿part-of路径进行导航或访问

15、super:super:super:super:super:super:super:super: b:通过sub属性表达了partlist的语义关系：即：一个部件由几个子部件所组成type product is body sub: productset ; end type product ;type productset is body product end type productset ;适用范围：查找组成某部件的所有子部件sub:sub:sub:sub:sub:sub:sub:sub:应用示例 操作partlist:输出组成某个产品的所有部件 采用结构idefine partlist

16、 isvar resultset: productset;beginresultset.create;!create an empty setresultset.insert( self );foreach ( part in ext( product ) if ( part.super = self )resultset.setunion(part.partlist);!recursive call of partlistreturn resultsetend define partlist 采用结构iidefine partlist isvar resultset: productset;

17、beginresultset.create;resultset.insert( self );foreach (part in self.sub) resultset.setunion(part.partlist);!recursive call of partlistreturn resultset;end define partlist; 该程序是高效的。 操作is part of: 采用结构idefine ispartof(thesuperpart) is !is self a subpart of thesuperpart？var part: productbeginpart := s

18、elf;while ( part != null )if ( part = thesuperpart )return true;else part := part.super;return false;end define ispartof; 高效，只需沿self向上查找到根一条路径 采用结构iidefine ispartof(thesuperpart) is var isused: bool := false;beginforeach ( part in thesuperpart.partlist)if ( part = self ) isused := true;!we could alr

19、eady exit the loop herereturn isused;end define ispartof; 低效,需到thesuperpart节点的所有组件中寻找self第iii种冗余组合模式 type product is body super：product； sub：productset； end type product 该模式的使用中，重要的是维护db的一致性n:m关系举例engineersproductsdesigns 方式一,采用组合的冗余表达方式 type engineer is type product is body body designs: productset

20、; designedby: engineerset; end type engineer ; end type product; type engineerset is type productset is body engineer body product end type engineerset; end type productset;nm 方式二,采用单独定义的tr类型表示联系type designswith extension is bodytheparticipatingengineer:engineer；theproduct:productend type designs互逆联

21、系的实现 问题的提出：在用冗余表达对象间的联系时，如何用系统来自动维护修改的一致性？ 互逆联系：对称的联系偶对，由inverse显示标识。 系统将按照用户标识指定的互逆联系的修改进行自动的一致性维护。（一）1:1的单值逆属性 示例:关于婚姻的一致性控制，没有两个类型及其冗余的联系： type man istype woman is body body wife:woman husband:man . ; ; end type man; end type woman mickeymouse.wife := minimouse; minimouse.husbnd:=donaldduck; 控制婚姻

22、联系的一致性约束条件为： w.husband =m; 当且仅当 m.wife = w 如果上面的约束由系统自动维护，则需要用户显示的指明互逆联系 type man is wife : woman inverse woman$husband; end type man; type woman is husband : man inverse man$wife; end type woman;mickeymouse.wife := minimouse;minimouse.husband:=donaldduck; （二）多值逆属性 利用多值（集合）逆属性来实现对象间1:n联系的冗余表示，例如递归组合

23、属性super与sub（多值）间的互逆的联系。 示例：用户界面窗口的设计（无重叠的全包含窗口） 窗口：用一个矩形框表示 窗口之间是全包含的联系r1r11r112 其中： r1包含r11、r12 且r11r1 r1不直接包含 r111， r111被r11直接包含 r111r12type rectangle is body height,length:float; contains:rectangle ; end type rectangle; 其中联系属性contains是一个多值集合属性，其元素为矩形框对象。 现定义contains的一个逆关系containsin，其约束为： 若两个窗口对象r

24、,r具有r contains r,则 r containsin r, 即 containsin(r)=r| rcontains(r) 最多仅由一个矩形r直接包含r。r1r12r11r112r111 包含一对互逆联系属性的窗口类型定义如下： type rectangle is body height,length:float; contains:rectangle inverse rectangle$containedin; containedin:rectangle inverse rectangle$contains; ; end type rectangle;9.6 复合对象引用的支持 g

25、om支持对象间引用的更复杂的语义描述 引用的分类 弱引用: (weak reference)两个对象o1,o2除了它们之间存在一个引用联系外，没有任何其它的语义约束，即它们在同一个语义层次上是独立的两个实体，则称o1,o2间是一个弱引用 复合对象引用:(composite reference) 复合对象对部分对象的引用具有复杂的语义约束。复合对象引用的语义分类 依赖/独立 dependent/independent 专有/共享 exclusive/shared 它们组合成了四种复合对象的引用语义 复合对象的引用分类 依赖 专有 共享 独立 专有 共享依赖专有复合对象引用(最严格的语义引用) 语义表示：该引用保证部分对象仅仅可能是一个复合对象的成份 一致性约束：部分对象当且仅当它所依赖