(三)关系代数
1.关系模型的基本操作
关系是由若干个不同的元组组成的,因此关系可看作元组的集合。N元关系是一个n元有序组的集合。
设有一个n元关系R,它有n个域,分别是D1、D2、……、Dn,此时,它们的笛卡尔集是:
集合可看作是域的笛卡尔积的子集,。
关系模型的四种操作是:
插入
删除
修改
查询
可将它们分解为六种基本操作:
关系的属性指定
关系的元组选择
两个关系的合并运算
关系的查询
关系元组的插入
关系元组的删除
2.关系模型的基本运算
1)插入
插入操作可看作是集合的并运算。即在原有的关系R中并入要插入的元组R’,是这两个元组的并运算: R∪R’
2)删除
在关系R中删除元组R’,可看作是两个关系的差运算:R-R’
3)修改
修改关系R中的元组的内容的操作:先将要修改的元组R’从关系R中删除,再将修改后的元组R”插入到关系R中,即操作为: (R-R’)∪R"
4)查询
插入运算无法通过传统的集合运算来表示,需要专门的关系运算来实现。
(1)投影运算
投影运算,是从关系中指定若干个属性组合成一个新的关系的操作。投影操作后得到一个新的关系,其关系模式中包含的属性通常比原来的关系少,或者,与原来的关系具有不同的属性顺序。
投影是从垂直的角度进行运算,即从列的角度进行运算,投影运算基于一个关系,是一个一元运算。
(2)选择
选择,是从关系中查找满足条件的元组。选择的条件是通过逻辑表达式进行描述,逻辑表达式值为真的元组被选出。
选择是从行的角度进行的运算,即从水平方向进行元组的抽取。选择基于一个关系,得到的结果可以形成一个新的关系,它的关系模式与原关系相同,但是原关系的一个子集。例如,从学生表中查找女同学的信息。
(3)笛卡尔积运算
两个关系的合并操作可以用笛卡尔积表示。设有n元关系R及m元关系S,它们分别有p、q个元组,则关系R和关系S的笛卡尔积为R×S,新关系是一个n+m元关系,元组个数是p×q,由R和S的有序组合而成。
3.关系代数中的扩充运算
1)交运算
关系R与关系S经交运算后所得到的关系是既在R中又在S中的元组组成,记为 。
2)除运算
如果将笛卡尔积运算看作乘运算的话,除运算即是它的逆运算。当关系T=R×S时,则可将运算写成:
T÷R=S或T/R=S
S称为T除以R的商。T能被除的充分与必要条件是:T中的域包含R中的所有属性,T中有一些域不出现在R中。
在除运算中S的域由T中那些不出现在R中的域所组成,对于S中任一有序组,由它与关系R中每个有序组所构成的有序组均出现在关系T中。
3)连接与自然连接运算
联接是关系的横向运算。联接运算将两个关系横向地拼接成一个更宽的关系,生成的新关系中有满足联接条件的所有元组。
联接运算通过联接条件来控制,联接条件中将出现两个关系中的公共属性,或者具有相同的域、可比的属性。
连接运算基于两个关系。如下图所示为联接运算的操作。
在联接运算中,按字段值相等的为条件进行的联接运算,即为等值联接。上例即为等值联接的运算。
自然联接,是去掉重复属性的等值联接。自然联接是最常用的联接方式。如果上例进行的是自然联接,则联接后的关系如下图所示。
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