PPT 03 E-R 图

3. PPT 03 E-R 图：先画真实世界，再落成表¶

这一章以 第六章 ER模型.docx 为主要讲解来源。PPT 给了 E-R 图符号表，但真正要会的是：看到一段业务描述，能判断哪些是实体、哪些是联系、箭头/双线/弱实体/多值属性分别会怎样影响最后的关系模式。

E-R 图不要当成画图题。它其实是在问：

真实世界里有哪些“东西”？
这些东西之间有什么“关系”？
每个关系是一对一、一对多，还是多对多？
某些东西是不是必须参加这个关系？
最后怎么变成 SQL 里的表？

下面这张图可以保留，因为符号本身靠视觉记忆更快。

3.1 实体和联系：名词多半是实体，动词多半是联系¶

题目给一段需求时，先不要急着画。先圈词。

比如题目说：

一个大学有 department、instructor、student、course、section。
一个 instructor 属于一个 department。
一个 department 可以有多个 instructor。
一个 student 可以有 instructor 作为 advisor。
一个 course 可以开多个 section。

第一轮圈名词：

department
instructor
student
course
section

这些通常会变成实体，也就是将来数据库里的表。

第二轮圈动词或业务关系：

instructor belongs to department
student has advisor instructor
course has section

这些通常会变成联系。联系是否单独建表，取决于它是一对多还是多对多。

考场第一笔：

实体先列出来，主键先标出来，再处理联系。

3.2 箭头：不要背方向，问“固定一边能对应几个”¶

E-R 图里的箭头本质是基数约束。最稳的方法是两句话：

固定左边一个，看右边能有几个。
固定右边一个，看左边能有几个。

例子：

一个 department 可以有多个 instructor。
一个 instructor 只能属于一个 department。

所以这是：

department 1 : N instructor

转换成关系模式时，通常不需要为这个联系单独建表，而是把“一端”的主键放到“多端”：

department(dept_name, building, budget)
instructor(ID, name, salary, dept_name)

其中：

instructor.dept_name references department(dept_name)

这就是 Word 笔记里说的：多对一联系 inst_dept 可以省略，把 dept_name 加进 instructor。

如果是多对多，比如：

student takes course

一个学生可以选多门课，一门课也可以被多个学生选。这个联系必须单独变成一张表：

takes(student_id, course_id, grade)

主键通常是两端主键组合：

primary key (student_id, course_id)

3.3 双线和单线：它在说“必须有”还是“可以没有”¶

Word 笔记里特别强调了 participation。

双线表示全参与：

每一个该实体都必须参加这个联系。

单线表示部分参与：

有些实体可以不参加这个联系。

例子：

instructor 双线连到 inst_dept

人话：

每个老师都必须属于某个系。

对应到表里就是：

instructor.dept_name 通常不能是 NULL。

如果：

department 单线连到 inst_dept

人话：

一个系可以暂时没有老师。

所以不要误以为“有 department 表，就一定要有 instructor 指向它”。

再看 advisor：

student 单线连 advisor

意思是：

不是每个学生都有导师。

因此 advisor 关系里可以没有这个学生对应的行，或者学生表里的 advisor 字段可以为空，取决于设计方案。

3.4 联系上有属性：属性跟着联系走¶

有些属性不属于任何单个实体，而是属于“这一次关系”。

比如：

student takes course，grade 是成绩。

grade 不是学生自己的属性，也不是课程自己的属性。它属于“某个学生选某门课”这件事。

所以多对多联系表应该写成：

takes(student_id, course_id, grade)

如果一个多对一联系带属性，常见处理是把联系属性也放进多端表。比如：

instructor belongs to department since_date

可以变成：

instructor(ID, name, salary, dept_name, since_date)

因为每个 instructor 只对应一个 department，这个 since_date 可以跟着 instructor 走。

3.5 弱实体：自己站不稳，要借强实体的主键¶

弱实体的关键词是：

自己的属性不能唯一识别自己，必须依赖另一个强实体。

Word 笔记里的例子是 section。

一个教学班 section 可能有：

sec_id
semester
year

但这些不一定全局唯一。它往往还要依赖课程：

course_id

所以转换时要把强实体的主键拷贝进弱实体：

section(course_id, sec_id, semester, year, building, room_number)
primary key (course_id, sec_id, semester, year)
foreign key (course_id) references course(course_id)

记忆句：

弱实体的主键 = 强实体主键 + 自己的部分键。

如果弱实体和强实体之间的 identifying relationship 上还有属性，这些属性通常也转移到弱实体表里。

3.6 多值属性：一列里不能塞一串值¶

多值属性在 E-R 图里常用花括号表示，比如：

{ phone_number }

意思是：

一个 instructor 可以有多个 phone_number。

关系数据库不喜欢一格里塞多个值。不要写：

instructor(ID, name, phone_numbers)

更标准的做法是单独建表：

instructor(ID, name, salary)
instructor_phone(ID, phone_number)

其中：

primary key (ID, phone_number)
foreign key (ID) references instructor(ID)

这样一位老师有三个电话，就在 instructor_phone 里放三行。

Word 笔记里还提到 time_slot 的情况：如果一个 time_slot_id 对应多个具体上课时间，也可以把多值属性单独拆成：

time_slot_detail(time_slot_id, day, start_time, end_time)

但如果拆完后原来的 time_slot 表只剩一个孤零零的 time_slot_id，有时可以简化成只保留明细表。这是设计选择，不是死规则。

3.7 复合属性、派生属性、递归联系¶

复合属性：

address = street + city + zip

转换到关系模式时，通常直接存最底层属性：

street, city, zip

派生属性：

age 可以由 birth_date 推出来。

派生属性不一定要存。考试里看到 age() 或虚线椭圆，就知道它可以从别的属性计算得到。

递归联系：

course 和 course 自己之间有 prerequisite 关系。

这不是两个实体，而是同一个实体扮演两个角色：

prereq(course_id, prereq_id)

两个字段都外键指向 course(course_id)，但含义不同：

course_id：这门课
prereq_id：它的先修课

3.8 特化与概化：父类和子类¶

特化是从上往下分：

person -> student / employee

概化是从下往上合：

student / employee -> person

考试会问两个词：

disjoint / overlapping
total / partial

disjoint：

一个父类实体最多属于一个子类。

overlapping：

一个父类实体可以同时属于多个子类。

total：

父类里的每个实体都必须属于某个子类。

partial：

父类里可以有实体不属于任何子类。

例子：

person 分成 student 和 employee

如果一个人可以既是学生又是员工，就是 overlapping。

如果系统里还有访客 person，不属于 student/employee，就是 partial。

3.9 E-R 转关系模式总模板¶

这张 Word 示例可以保留，因为它展示了实体、联系、箭头、双线在同一张图里如何配合。

写 schema 时按这个顺序走：

1. 每个强实体 -> 一张表。
2. 复合属性 -> 拆到底层属性。
3. 多值属性 -> 单独建表，带上原实体主键。
4. 弱实体 -> 自己属性 + 强实体主键；主键是组合键。
5. 1:N 联系 -> 把 1 端主键放到 N 端。
6. M:N 联系 -> 单独建联系表，主键通常是两端主键组合。
7. 联系有属性 -> 放到联系表；若 1:N 且不单独建表，可放到 N 端。
8. 递归联系 -> 单独表里给同一实体的主键起两个角色名。
9. 最后补 primary key 和 foreign key。

考场最容易丢的不是“看不懂图”，而是漏写约束：

主键要标。
外键要标。
全参与通常要考虑 NOT NULL。
多对多不要硬塞到其中一张实体表里。

3.10 E-R 题 A4 规则¶

名词找实体，动词找联系。
1:N：把 1 端主键放进 N 端。
M:N：单独建联系表，两端主键组成主键。
联系属性跟着联系表；若 1:N 可放 N 端。
弱实体主键 = 强实体主键 + 自己部分键。
多值属性单独建表。
双线是全参与，表里常体现为 NOT NULL 或必须存在对应关系。
递归联系要给同一实体的两次参与起不同角色名。