关系数据库规范：函数依赖与键码解析

"关系的基-关系数据库规范" 在关系数据库理论中，"关系的基"是一个重要的概念，它涉及到函数依赖的基础知识。函数依赖是描述数据间关系的重要工具，特别是在数据库设计和规范化过程中。下面将详细阐述这一主题。 函数依赖定义了属性之间的依赖关系。如果在一个关系R中，对于任何两个在属性A1, A2, ..., An上相同的元组，它们在属性B上的取值也必定相同，那么我们说属性A1, A2, ..., An函数决定B，记作A1A2...An → B。这意味着，只要知道A1到An的值，就可以唯一确定B的值。如果A1A2...An函数决定多个属性B1, B2, ..., Bm，我们可以将这个依赖简写为A1A2...An → B1B2...Bm。 函数依赖有几种不同的类型： 1. 平凡依赖：如果B是A的子集，即B中的所有属性都在A中，那么这个依赖被称为平凡依赖，因为在这种情况下，B的值总是由A的值直接决定。 2. 非平凡依赖：如果B中至少有一个属性不在A中，这样的依赖称为非平凡依赖，它表示A不能直接决定B的所有值。 3. 完全非平凡依赖：如果B中没有任何一个属性在A中，这样的依赖称为完全非平凡依赖，它是非平凡依赖的一个子类。 处理函数依赖时，有几种基本的规则： 1. 分解规则：一个函数依赖A1A2...An → B1B2...Bm可以分解为一组函数依赖A1A2...An → Bi (i=1,2,...,m)，每个依赖只涉及一个目标属性。 2. 合并规则：一组函数依赖A1A2...An → Bi (i=1,2,...,m)可以合并为一个依赖A1A2...An → B1B2...Bm。 3. 平凡依赖规则：函数依赖A1A2...An → B1B2...Bm等价于A1A2...An → C1C2...Ck，其中C是B的子集且C中的属性不在A中，这表明我们可以消除平凡依赖。 4. 增长规则：如果A1A2...An → B1B2...Bm，那么对于任何属性集C1C2...Ck，A1A2...AnC1C2...Ck → B1B2...BmC1C2...Ck也是成立的，这说明添加无关属性不会改变依赖关系。 5. 传递规则：如果A1A2...An → B1B2...Bm和B1B2...Bm → C1C2...Ck都成立，那么A1A2...An → C1C2...Ck也成立，这是函数依赖传播的特性。 以电影数据库为例，假设我们有一个名为Movie的关系，包含title（电影名）、year（上映年份）、length（电影时长）、filmType（电影类型）、studioName（制片公司名）和studioAddr（制片公司地址）。如果我们知道title和year可以决定studioName，而studioName又能决定studioAddr，那么通过传递规则，我们可以得出title和year也能决定studioAddr。 最后，"关系的键码"是指能够唯一标识关系中每一行的属性集合，也称为候选键或超键。如果一个属性集合可以决定关系中的所有其他属性，并且无法再减少任何一个属性而不破坏其唯一性，那么这个集合就是一个键码。例如，在Movie关系中，可能title本身就能唯一标识每一部电影，那么title就是键码；或者title和year组合起来也可以作为键码，因为它可以唯一确定每条记录。理解键码对于数据库的规范化和确保数据完整性至关重要。