【JaveWeb教程】（21） MySQL数据库开发之多表设计：一对多、一对一、多对多的表关系详细代码示例讲解

2. 多表设计

关于单表的操作(单表的设计、单表的增删改查)我们就已经学习完了。接下来我们就要来学习多表的操作，首先来学习多表的设计。

项目开发中，在进行数据库表结构设计时，会根据业务需求及业务模块之间的关系，分析并设计表结构，由于业务之间相互关联，所以各个表结构之间也存在着各种联系，基本上分为三种：

一对多(多对一)
多对多
一对一

2.1 一对多

2.1.1 表设计

需求：根据页面原型及需求文档，完成部门及员工的表结构设计

员工管理页面原型：（前面已完成tb_emp表结构设计）

在这里插入图片描述

部门管理页面原型：

在这里插入图片描述

经过上述分析，现已明确的部门表结构：

业务字段：部门名称
基础字段： id(主键)、创建时间、修改时间

部门表 - SQL语句：

# 建议：创建新的数据库（多表设计存放在新数据库下）
create database db03;
use db03;

-- 部门表
create table tb_dept
(
    id int unsigned primary key auto_increment comment '主键ID',
    name varchar(10) not null unique  comment '部门名称',
    create_time datetime not null comment '创建时间',
    update_time datetime not null comment '修改时间'
) comment '部门表';

部门表创建好之后，我们还需要再修改下员工表。为什么要修改员工表呢？是因为我们之前设计员工表(单表)的时候，并没有考虑员工的归属部门。

在这里插入图片描述

员工表：添加归属部门字段

-- 员工表
create table tb_emp
(
    id          int unsigned primary key auto_increment comment 'ID',
    username    varchar(20)      not null unique comment '用户名',
    password    varchar(32) default '123456' comment '密码',
    name        varchar(10)      not null comment '姓名',
    gender      tinyint unsigned not null comment '性别, 说明: 1 男, 2 女',
    image       varchar(300) comment '图像',
    job         tinyint unsigned comment '职位, 说明: 1 班主任,2 讲师, 3 学工主管, 4 教研主管',
    entrydate   date comment '入职时间',
    
    dept_id     int unsigned comment '部门ID', -- 员工的归属部门
    
    create_time datetime         not null comment '创建时间',
    update_time datetime         not null comment '修改时间'
) comment '员工表';

测试数据：

-- 部门表测试数据
insert into tb_dept (id, name, create_time, update_time) values
(1,'学工部',now(),now()),
(2,'教研部',now(),now()),
(3,'咨询部',now(),now()),
(4,'就业部',now(),now()),
(5,'人事部',now(),now());

-- 员工表测试数据
INSERT INTO tb_emp
(id, username, password, name, gender, image, job, entrydate,dept_id, create_time, update_time) VALUES
(1,'jinyong','123456','金庸',1,'1.jpg',4,'2000-01-01',2,now(),now()),
(2,'zhangwuji','123456','张无忌',1,'2.jpg',2,'2015-01-01',2,now(),now()),
(3,'yangxiao','123456','杨逍',1,'3.jpg',2,'2008-05-01',2,now(),now()),
(4,'weiyixiao','123456','韦一笑',1,'4.jpg',2,'2007-01-01',2,now(),now()),
(5,'changyuchun','123456','常遇春',1,'5.jpg',2,'2012-12-05',2,now(),now()),
(6,'xiaozhao','123456','小昭',2,'6.jpg',3,'2013-09-05',1,now(),now()),
(7,'jixiaofu','123456','纪晓芙',2,'7.jpg',1,'2005-08-01',1,now(),now()),
(8,'zhouzhiruo','123456','周芷若',2,'8.jpg',1,'2014-11-09',1,now(),now()),
(9,'dingminjun','123456','丁敏君',2,'9.jpg',1,'2011-03-11',1,now(),now()),
(10,'zhaomin','123456','赵敏',2,'10.jpg',1,'2013-09-05',1,now(),now()),
(11,'luzhangke','123456','鹿杖客',1,'11.jpg',1,'2007-02-01',1,now(),now()),
(12,'hebiweng','123456','鹤笔翁',1,'12.jpg',1,'2008-08-18',1,now(),now()),
(13,'fangdongbai','123456','方东白',1,'13.jpg',2,'2012-11-01',2,now(),now()),
(14,'zhangsanfeng','123456','张三丰',1,'14.jpg',2,'2002-08-01',2,now(),now()),
(15,'yulianzhou','123456','俞莲舟',1,'15.jpg',2,'2011-05-01',2,now(),now()),
(16,'songyuanqiao','123456','宋远桥',1,'16.jpg',2,'2010-01-01',2,now(),now()),
(17,'chenyouliang','123456','陈友谅',1,'17.jpg',NULL,'2015-03-21',NULL,now(),now());

员工表 - 部门表之间的关系：

在这里插入图片描述

一对多关系实现：在数据库表中多的一方，添加字段，来关联属于一这方的主键。

2.1.2 外键约束

问题

表结构创建完毕后，我们看到两张表的数据分别为：

在这里插入图片描述

现在员工表中有五个员工都归属于1号部门(学工部)，当删除了1号部门后，数据变为：

在这里插入图片描述

1号部门被删除了，但是依然还有5个员工是属于1号部门的。此时：就出现数据的不完整、不一致了。

问题分析

目前上述的两张表(员工表、部门表)，在数据库层面，并未建立关联，所以是无法保证数据的一致性和完整性的

问题解决

想解决上述的问题呢，我们就可以通过数据库中的 外键约束 来解决。

外键约束：让两张表的数据建立连接，保证数据的一致性和完整性。

对应的关键字：foreign key

外键约束的语法：

-- 创建表时指定
create table 表名(
	字段名    数据类型,
	...
	[constraint]   [外键名称]  foreign  key (外键字段名)   references   主表 (主表列名)	
);


-- 建完表后，添加外键
alter table  表名  add constraint  外键名称  foreign key(外键字段名) references 主表(主表列名);

那接下来，我们就为员工表的dept_id 建立外键约束，来关联部门表的主键。

方式1：通过SQL语句操作

-- 修改表： 添加外键约束
alter table tb_emp  
add  constraint  fk_dept_id  foreign key (dept_id)  references  tb_dept(id);

方式2：图形化界面操作

在这里插入图片描述

当我们添加外键约束时，我们得保证当前数据库表中的数据是完整的。所以，我们需要将之前删除掉的数据再添加回来。

当我们添加了外键之后，再删除ID为1的部门，就会发现，此时数据库报错了，不允许删除。

外键约束（foreign key）：保证了数据的完整性和一致性。

物理外键和逻辑外键

物理外键
- 概念：使用foreign key定义外键关联另外一张表。
- 缺点：
  - 影响增、删、改的效率（需要检查外键关系）。
  - 仅用于单节点数据库，不适用与分布式、集群场景。
  - 容易引发数据库的死锁问题，消耗性能。
逻辑外键
- 概念：在业务层逻辑中，解决外键关联。
- 通过逻辑外键，就可以很方便的解决上述问题。

**在现在的企业开发中，很少会使用物理外键，都是使用逻辑外键。甚至在一些数据库开发规范中，会明确指出禁止使用物理外键 foreign key **

2.2 一对一

一对一关系表在实际开发中应用起来比较简单，通常是用来做单表的拆分，也就是将一张大表拆分成两张小表，将大表中的一些基础字段放在一张表当中，将其他的字段放在另外一张表当中，以此来提高数据的操作效率。

一对一的应用场景：用户表(基本信息+身份信息)

基本信息：用户的ID、姓名、性别、手机号、学历
身份信息：民族、生日、身份证号、身份证签发机关，身份证的有效期(开始时间、结束时间)

如果在业务系统当中，对用户的基本信息查询频率特别的高，但是对于用户的身份信息查询频率很低，此时出于提高查询效率的考虑，我就可以将这张大表拆分成两张小表，第一张表存放的是用户的基本信息，而第二张表存放的就是用户的身份信息。他们两者之间一对一的关系，一个用户只能对应一个身份证，而一个身份证也只能关联一个用户。

那么在数据库层面怎么去体现上述两者之间是一对一的关系呢？

其实一对一我们可以看成一种特殊的一对多。一对多我们是怎么设计表关系的？是不是在多的一方添加外键。同样我们也可以通过外键来体现一对一之间的关系，我们只需要在任意一方来添加一个外键就可以了。

在这里插入图片描述

一对一：在任意一方加入外键，关联另外一方的主键，并且设置外键为唯一的(UNIQUE)

SQL脚本：

-- 用户基本信息表
create table tb_user(
    id int unsigned  primary key auto_increment comment 'ID',
    name varchar(10) not null comment '姓名',
    gender tinyint unsigned not null comment '性别, 1 男  2 女',
    phone char(11) comment '手机号',
    degree varchar(10) comment '学历'
) comment '用户基本信息表';
-- 测试数据
insert into tb_user values (1,'白眉鹰王',1,'18812340001','初中'),
                        (2,'青翼蝠王',1,'18812340002','大专'),
                        (3,'金毛狮王',1,'18812340003','初中'),
                        (4,'紫衫龙王',2,'18812340004','硕士');

-- 用户身份信息表
create table tb_user_card(
    id int unsigned  primary key auto_increment comment 'ID',
    nationality varchar(10) not null comment '民族',
    birthday date not null comment '生日',
    idcard char(18) not null comment '身份证号',
    issued varchar(20) not null comment '签发机关',
    expire_begin date not null comment '有效期限-开始',
    expire_end date comment '有效期限-结束',
    user_id int unsigned not null unique comment '用户ID',
    constraint fk_user_id foreign key (user_id) references tb_user(id)
) comment '用户身份信息表';
-- 测试数据
insert into tb_user_card values (1,'汉','1960-11-06','100000100000100001','朝阳区公安局','2000-06-10',null,1),
        (2,'汉','1971-11-06','100000100000100002','静安区公安局','2005-06-10','2025-06-10',2),
        (3,'汉','1963-11-06','100000100000100003','昌平区公安局','2006-06-10',null,3),
        (4,'回','1980-11-06','100000100000100004','海淀区公安局','2008-06-10','2028-06-10',4);

2.3 多对多

多对多的关系在开发中属于也比较常见的。比如：学生和老师的关系，一个学生可以有多个授课老师，一个授课老师也可以有多个学生。在比如：学生和课程的关系，一个学生可以选修多门课程，一个课程也可以供多个学生选修。

案例：学生与课程的关系

关系：一个学生可以选修多门课程，一门课程也可以供多个学生选择
实现关系：建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键

在这里插入图片描述

SQL脚本：

-- 学生表
create table tb_student(
    id int auto_increment primary key comment '主键ID',
    name varchar(10) comment '姓名',
    no varchar(10) comment '学号'
) comment '学生表';
-- 学生表测试数据
insert into tb_student(name, no) values ('黛绮丝', '2000100101'),('谢逊', '2000100102'),('殷天正', '2000100103'),('韦一笑', '2000100104');

-- 课程表
create table tb_course(
   id int auto_increment primary key comment '主键ID',
   name varchar(10) comment '课程名称'
) comment '课程表';
-- 课程表测试数据
insert into tb_course (name) values ('Java'), ('PHP'), ('MySQL') , ('Hadoop');

-- 学生课程表（中间表）
create table tb_student_course(
   id int auto_increment comment '主键' primary key,
   student_id int not null comment '学生ID',
   course_id  int not null comment '课程ID',
   constraint fk_courseid foreign key (course_id) references tb_course (id),
   constraint fk_studentid foreign key (student_id) references tb_student (id)
)comment '学生课程中间表';
-- 学生课程表测试数据
insert into tb_student_course(student_id, course_id) values (1,1),(1,2),(1,3),(2,2),(2,3),(3,4);

2.4 案例

下面通过一个综合案例加深对于多表关系的理解，并掌握多表设计的流程。

需求

根据参考资料中提供的《苍穹外卖_管理后台》页面原型，设计分类管理、菜品管理、套餐管理模块的表结构。

步骤

阅读页面原型及需求文档，分析各个模块涉及到的表结构，及表结构之间的关系。
根据页面原型及需求文档，分析各个表结构中具体的字段及约束。

分析

页面原型-分类管理

在这里插入图片描述

分类的信息：分类名称、分类类型[菜品/套餐]、分类排序、分类状态[禁用/启用]、分类的操作时间(修改时间)。

页面原型-菜品管理

在这里插入图片描述

菜品的信息：菜品名称、菜品图片、菜品分类、菜品售价、菜品售卖状态、菜品的操作时间(修改时间)。

思考：分类与菜品之间是什么关系？

思考逻辑：一个分类下可以有多个菜品吗？反过来再想一想，一个菜品会对应多个分类吗？

答案：一对多关系。一个分类下会有多个菜品，而一个菜品只能归属一个分类。

设计表原则：在多的一方，添加字段，关联属于一这方的主键。

页面原型-套餐管理

在这里插入图片描述

套餐的信息：套餐名称、套餐图片、套餐分类、套餐价格、套餐售卖状态、套餐的操作时间。

思考：套餐与菜品之间是什么关系？

思考逻辑：一个套餐下可以有多个菜品吗？反过来再想一想，一个菜品可以出现在多个套餐中吗？

答案：多对多关系。一个套餐下会有多个菜品，而一个菜品也可以出现在多个套餐中。

设计表原则：创建第三张中间表，建立两个字段分别关联菜品表的主键和套餐表的主键。

分析页面原型及需求文档后，我们获得：

分类表
- 业务字段：分类名称、分类类型、分类排序、分类状态
- 基础字段：id(主键)、分类的创建时间、分类的修改时间
菜品表
- 业务字段：菜品名称、菜品图片、菜品分类、菜品售价、菜品售卖状态
- 基础字段：id(主键)、分类的创建时间、分类的修改时间
套餐表
- 业务字段：套餐名称、套餐图片、套餐分类、套餐价格、套餐售卖状态
- 基础字段：id(主键)、分类的创建时间、分类的修改时间

表结构之间的关系：

分类表 - 菜品表：一对多
- 在菜品表中添加字段(菜品分类)，关联分类表
菜品表 - 套餐表：多对多
- 创建第三张中间表(套餐菜品关联表)，在中间表上添加两个字段(菜品id、套餐id)，分别关联菜品表和分类表

在这里插入图片描述

表结构

分类表：category

业务字段：分类名称、分类类型、分类排序、分类状态
基础字段：id(主键)、创建时间、修改时间

在这里插入图片描述

-- 分类表
create table category
(
    id          int unsigned primary key auto_increment comment '主键ID',
    name        varchar(20)      not null unique comment '分类名称',
    type        tinyint unsigned not null comment '类型 1 菜品分类 2 套餐分类',
    sort        tinyint unsigned not null comment '顺序',
    status      tinyint unsigned not null default 0 comment '状态 0 禁用，1 启用',
    create_time datetime         not null comment '创建时间',
    update_time datetime         not null comment '更新时间'
) comment '菜品及套餐分类';

菜品表：dish

业务字段：菜品名称、菜品图片、菜品分类、菜品售价、菜品售卖状态
基础字段：id(主键)、分类的创建时间、分类的修改时间

在这里插入图片描述

-- 菜品表
create table dish
(
    id          int unsigned primary key auto_increment comment '主键ID',
    name        varchar(20)      not null unique comment '菜品名称',
    category_id int unsigned     not null comment '菜品分类ID',   -- 逻辑外键
    price       decimal(8, 2)    not null comment '菜品价格',
    image       varchar(300)     not null comment '菜品图片',
    description varchar(200) comment '描述信息',
    status      tinyint unsigned not null default 0 comment '状态, 0 停售 1 起售',
    create_time datetime         not null comment '创建时间',
    update_time datetime         not null comment '更新时间'
) comment '菜品';

套餐表：setmeal

业务字段：套餐名称、套餐图片、套餐分类、套餐价格、套餐售卖状态
基础字段：id(主键)、分类的创建时间、分类的修改时间

在这里插入图片描述

-- 套餐表
create table setmeal
(
    id          int unsigned primary key auto_increment comment '主键ID',
    name        varchar(20)      not null unique comment '套餐名称',
    category_id int unsigned     not null comment '分类id',       -- 逻辑外键
    price       decimal(8, 2)    not null comment '套餐价格',
    image       varchar(300)     not null comment '图片',
    description varchar(200) comment '描述信息',
    status      tinyint unsigned not null default 0 comment '状态 0:停用 1:启用',
    create_time datetime         not null comment '创建时间',
    update_time datetime         not null comment '更新时间'
) comment '套餐';

套餐菜品关联表：setmeal_dish

在这里插入图片描述

-- 套餐菜品关联表
create table setmeal_dish
(
    id         int unsigned primary key auto_increment comment '主键ID',
    setmeal_id int unsigned     not null comment '套餐id ',    -- 逻辑外键
    dish_id    int unsigned     not null comment '菜品id',     -- 逻辑外键
    copies     tinyint unsigned not null comment '份数'
) comment '套餐菜品关联表';