CN108984620A - 一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法，包括：S1，建立数据表管理表、字段映射关系表以及实体数据表的固定数据表结构，数据表管理表存储虚拟表信息以及其与字段关系映射表、实体数据表的关联关系；S2，检测到创建虚拟表时，在数据表管理表中对应插入一条虚拟表的记录，且生成与该虚拟表相对应的字段映射关系表以及实体数据表；S3，当虚拟表内创建字段信息时，在字段映射关系表中对应添加字段信息；S4，将实体数据表的固定字段与虚拟表中的字段信息形成映射关系，存储映射关系于字段映射关系表中。采用虚拟字段的映射机制，提高了数据表结构修改的灵活性和并发性，增强了结构改动时的数据安全性，使其具有可扩展的优点。

Description

一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法。

背景技术

在关系型数据库中，数据表的的结构是固定的，数据表的创建者需要提前知道数据的各个字段，以及各字段的属性和限制，对于开发人员而言这一特点并不构成任何不便，而由于应用的场景变化多样，使用者往往需要自行对数据结构进行定义，采用传统数据库的方式则是为使用者开放一定的数据库接口，使其自行创建数据表。然而，此方式一方面为使用者开放了修改数据库结构的权限，使得数据库存在一定的安全隐患，另一方面，使用者对自行定义的数据表进行修改时，对已有数据会产生颠覆性的影响，另外，大量的不同结构的数据表存储于数据库中对数据库管理和维护也形成很大的压力。

虽然非关系型数据库具备良好的动态扩展性能，但其在快速设计和复杂查询等方面表现欠佳，而且非关系型数据库在形成一定规模时维护成本较高。因此，目前亟需一种数据库既能够满足关系型数据库的广泛使用性、设计实现快、维护成本低等特点，又能够具备非关系型数据库的字段动态可扩展的优势。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法，用于解决现有技术中关系型数据库缺乏字段动态可扩展能力的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面，本发明提供一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法，包括：

步骤S1，建立数据表管理表、字段映射关系表以及实体数据表的固定数据表结构，所述数据表管理表存储虚拟表信息以及其与字段关系映射表、实体数据表的关联关系；

步骤S2，检测到创建虚拟表时，在所述数据表管理表中对应插入一条虚拟表的记录，且生成与该虚拟表相对应的字段映射关系表以及实体数据表；

步骤S3，当所述虚拟表内创建字段信息时，在所述字段映射关系表中对应添加字段信息；

步骤S4，将所述实体数据表的固定字段与虚拟表中的字段信息形成映射关系，存储所述映射关系于字段映射关系表中。

在第一方面的某些实施方式中，所述虚拟表内的自定义字段按字段条目存储于字段映射关系表中；所述字段映射关系表用于存储所述自定义字段与实体数据表内的固定字段的映射关系。

在第一方面的某些实施方式中，所述虚拟表与实体数据表为一一对应关系，采用字段映射关系表将非固定结构转化为固定表结构。

在第一方面的某些实施方式中，所述实体数据表为实际数据的存储位置，通过字段映射关系将虚拟表内的自定义字段存储于映射的固定字段中，其中，所述实体数据表的字段包括：ID、虚拟表ID、若干固定字段、删除标识与数据行ID。

在第一方面的某些实施方式中，当检测到所述虚拟表内多个自定义字段映射所述实体数据表内同一固定字段时，采用不同的映射子标记进行区分。

在第一方面的某些实施方式中，所述所述实体数据表内固定字段内信息通过字段映射描述表中的字段映射关系、映射子标记、数据行的条目ID表达被映射为虚拟表相应字段信息的值。

在第一方面的某些实施方式中，所述数据表管理表存储信息包括虚拟表唯一标识、虚拟表英文名、虚拟表描述、字段映射关系表名、实体数据表名、删除标记、用户ID以及相应的修改属性。

在第一方面的某些实施方式中，所述设计方法，还包括：调整所述虚拟表结构时，仅更改所述虚拟表中字段信息，保留该字段信息映射于实体数据表内的固定字段；且在所述字段映射关系中以删除标记表示原有的映射关系。

在第一方面的某些实施方式中，所述设计方法，还包括：查询所述虚拟表内数据时，调用数据表管理表，获取所述数据表管理表内与该虚拟表所对应字段映射关系表ID和实体数据表ID；根据所述映射关系表中固定字段与映射子关系在相应的实体数据表查询对应数据。

在第一方面的某些实施方式中，所述设计方法，还包括：判断修改或插入的字段信息是否符合字段限制；当其符合字段限制时，则按照上述方式更改字段信息；当其不符合字段限制时，则提示为无效信息。

本申请的第二方面，本发明提供一种采用上述设计方法所得到的动态可扩展的关系型数据库。

如上所述，本发明的一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法，具有以下有益效果：

第一，通过虚拟字段的映射机制，使固定且有限的字段能够存储大量结构不同的数据，提高了数据表结构修改的灵活性和并发性，增强了结构改动时的数据安全性；

第二，采用单独的字段映射关系表，对字段可以添加多种传统关系型数据库字段不具备的限制条件，使其具有动态可扩展的优点；

第三，引进虚拟表的概念，使用户可以按照传统关系型数据库的管理方式对自定义的数据表进行管理，而实现机制对用户是透明的；

第四，兼容删除和修改的机制，可以使数据在虚拟字段删除的情况下继续保留。

附图说明

图1显示为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法流程图；

图2显示为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法完整流程图；

图3显示为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库查询流程图；

图4显示为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库实现状态图；

图5显示为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据相关表单的字段示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变.下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定.这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一预设阈值可以被称作第二预设阈值，并且类似地，第二预设阈值可以被称作第一预设阈值，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一预设阈值和预设阈值均是在描述一个阈值，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个预设阈值。相似的情况还包括第一音量与第二音量。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示.应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加.此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合.因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本申请提供一种动态可扩展的关系型数据库及其设计方法，适用于电子设备中，于实际的实施方式中，所述电子设备例如为包括但不限于笔记本电脑、平板电脑、移动电话、智能手机、媒体播放器、个人数字助理(PDA)、导航仪、智能电视、智能手表、数码相机等等，还包括其中两项或多项的组合。应当理解，本申请于实施方式中描述的电子设备只是一个应用实例，该设备的组件可以比图示具有更多或更少的组件，或具有不同的组件配置。所绘制图示的各种组件可以用硬件、软件或软硬件的组合来实现，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。在本申请的具体实施方式中，将以所述电子设备为智能手机为例进行说明。

所述电子设备包括存储器、存储器控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、触摸屏、其他输出或控制设备，以及外部端口。这些组件通过一条或多条通信总线或信号线进行通信。所述电子设备支持各种应用程序，诸如以下各项中的一者或多者：绘图应用程序、呈现应用程序、文字处理应用程序、网站创建应用程序、盘编辑应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时消息应用程序、健身支持应用程序、照片管理应用程序、数字相机应用程序、数字视频摄像机应用程序、网页浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。

请参阅图1，本发明提供一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法流程图，包括：

步骤S1，建立数据表管理表、字段映射关系表以及实体数据表的固定数据表结构，所述数据表管理表存储虚拟表信息以及其与字段关系映射表、实体数据表的关联关系；

具体地，在关系型数据库中建立具有固定数据表结构的数据表管理表、字段映射关系表以及实体数据表；通过在关系型数据库中构建实际不存在的虚拟表，使用者操作面向虚拟表，服务器后台通过字段映射表与实体数据表形成虚拟表的表结构。

步骤S2，检测到创建虚拟表时，在所述数据表管理表中对应插入一条虚拟表的记录，且生成与该虚拟表相对应的字段映射关系表以及实体数据表；

具体地，所述虚拟表内包含自定义字段信息，每次创建一个虚拟表时，对应有虚拟表ID，同时，数据表管理表根据该虚拟表ID对应插入相关记录，在数据表管理表内添加与该虚拟表相对应的字段映射关系表以及实体数据表。例如：生成与该虚拟表对应的字段映射关系表名称和实体数据表名称，将表名称存储到数据表管理表与虚拟表对应的位置，详见图4中，在数据库中以表名称建立两张不同的表，其中，实体数据表包括可预设字符型固定字段STR1～STR5，以及浮点型字段Num1～Num5。

步骤S3，当所述虚拟表内创建字段信息时，在所述字段映射关系表中对应添加字段信息；

具体地，详见图4，插入七条字段记录，虚拟表内的虚拟字段S1～S6、F1分别对应字符型字段A1～A6、浮点型字段A7，在字段关系映射表中添加名称、最大值、最小值、是否激活等基本数据。

步骤S4，将所述实体数据表的固定字段与虚拟表中的字段信息形成映射关系，存储所述映射关系于字段映射关系表中。

具体地，在字段映射关系表内将虚拟表内的7个自定义虚拟字段(S1～S6、F1)映射到实体数据表中固定字段，然而，虚拟表内的虚拟字段S1～S5、F1，它们分别被分配到STR1～STR5、Num1，它们对应的映射子标记tag均为1，此时，STR1已有占位，而S6被分配到STR1，其对应的映射子标记tag均为2。

在本实施例中，本发明具备关系型数据库的稳定性、维护成本低、且适用范围广、同时，也具备非关系型数据库的动态扩展性能，尤其可以满足非编程途径对数据存储结构的高频、高并发改动，保证了数据结构的灵活性，确保了数据查询与修改效率，另外，还具备在关系型数据中字段预设特定条件的能力，由于提高了数据库扩展性能与管理能力，更利用后续的应用开发。

请参阅图4，为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库查询流程图，详述如下：

在本实施例中，所述虚拟表内的自定义字段按字段条目存储于字段映射关系表中，由于虚拟表的自定义字段信息需要保持动态性，因此将自定义字段信息按字段条目保存于字段映射关系表中；所述字段映射关系表用于存储所述自定义字段与实体数据表内的固定字段的映射关系，字段映射关系表中包括唯一标识、虚拟表字段名、虚拟表字段描述、以及其映射的固定字段、虚拟表唯一标识、删除标记、字段值限制条件(如：最大值、最小值)、映射子标记tag、虚拟字段是否可为空、字段的其他附加信息(添加时间、数值单位等，可根据实际要求进行设置)。

具体地，所述虚拟表与实体数据表为一一对应关系，采用字段映射关系表将非固定结构转化为固定表结构，其中，虚拟表内设置有限制条件，而虚拟表的机构变化与字段限制调整对实体数据表的结构是没有影响。

具体地，所述实体数据表为实际数据的存储位置，通过字段映射关系将虚拟表内的自定义字段存储于映射的固定字段中，其中，所述实体数据表的字段包括：ID、虚拟表ID、若干固定字段、删除标识与数据行ID。

在上述实施例基础上，当检测到所述虚拟表内多个自定义字段映射所述实体数据表内同一固定字段时，采用不同的映射子标记进行区分，具体地，如图4所示，将虚拟表内的7个自定义虚拟字段(S1～S1、F1)映射到实体数据表中固定字段，然而，虚拟表内的虚拟字段S1～S5、F1，它们分别被分配到STR1～STR5、Num1，它们对应的映射子标记tag均为1，此时，STR1已有占位，而S6被分配到STR1，其对应的映射子标记tag均为2。

具体地，所述所述实体数据表内固定字段内信息通过字段映射描述表中的字段映射关系、映射子标记、数据行的条目ID表达被映射为虚拟表相应字段信息的值。

详见图5，所述数据表管理表存储信息包括虚拟表唯一标识、虚拟表英文名、虚拟表描述、字段映射关系表名、实体数据表名、删除标记、用户ID以及相应的修改属性。

所述字段映射关系表包括字段唯一标识、虚拟表ID、字段英文名、字段描述、字段类型、单位、最大值、最小值、可空、映射字段名、映射子标记、已删除和添加时间；所述实体数据表包括数据行唯一标识、虚拟表ID、固定字符字段STR1S～TR5，Num1～Num5、已删除、莎剧组唯一标识、映射子标记与添加时间。

请参阅图2，为本发明提供的一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法完整流程图，在图1的流程图基础上，还包括详述如下：

步骤S5，调整所述虚拟表结构时，仅更改所述虚拟表中字段信息，保留该字段信息映射于实体数据表内的固定字段；且在所述字段映射关系中以删除标记表示原有的映射关系。

步骤S6，查询所述虚拟表内数据时，调用数据表管理表，获取所述数据表管理表内与该虚拟表所对应字段映射关系表ID和实体数据表ID；根据所述映射关系表中固定字段与映射子关系在相应的实体数据表查询对应数据。

详见图3，当用户对虚拟表执行数据表操作时，首先，查询数据表管理表，获取字段映射关系表名、实体数报表名；查询字段映射关系表，判断其是否存在已删除字段，(当其存在删除字段时，则提示无效信息)当其不存在已删除字段时，通过映射关系表与映射子标记获取对应对固定字段信息集合；判断修改或插入的字段信息是否符合字段限制；当其符合字段限制时，则按照上述方式更改字段信息(对固定字段执行等操作)；当其不符合字段限制时，则提示无效信息。

在本实施例中，例如，虚拟表的A1～A6，F1分别插入数值V1～V7，具体步骤可参见图3，典型的基本用法可以使用SQL语句如下：

“SELECT R_TABLE_NAME，E_TABLE_NAME FROM ADMIN_TABLE WHERE USER_NAME＝’用户1’AND ID＝’9’；”

获取字段映射关系表名称RNAME和实体表名称ENAME，“SELECT*FROM RNAME；”

获取所有字段的映射所映射的固定字段和Tag值TVALUE集合，经过判断V1～V7符合其是否符合字段属性限制字段，当其符合时，“INSERT INTO ENAME(S1,S2,S3,S4,S5,F1,Tag)VALUES(V1,V2,V3,V4,V5,V7,TVALUE1)；

同时，INSER TINTO ENAME(S1,Tag)VALUES(V6,TVALUE2)；”

将核心的数值插入，一条数据在实体数据表中体现为多行，系统为本条数据分配一个唯一的数据标识ID，多行数据由于实际从属于一条，故拥有相同的数据标识ID。另外，查询、修改、删除实体数据的方法与上述插入的原理相同。

本申请的第二方面，本发明提供一种采用上述设计方法所得到的动态可扩展的关系型数据库。

综上所述，本发明一方面通过虚拟字段的映射机制，使固定且有限的字段能够存储大量结构不同的数据，提高了数据表结构修改的灵活性和并发性，增强了结构改动时的数据安全性；另一方面采用单独的字段映射关系表，对字段可以添加多种传统关系型数据库字段不具备的限制条件，使其具有动态可扩展的优点；还有一方面引进虚拟表的概念，使用户可以按照传统关系型数据库的管理方式对自定义的数据表进行管理，而实现机制对用户是透明的；在上述基础上本发明兼容删除和修改的机制，可以使数据在虚拟字段删除的情况下继续保留。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，包括：

步骤S1，建立数据表管理表、字段映射关系表以及实体数据表的固定数据表结构，所述数据表管理表存储虚拟表信息以及其与字段关系映射表、实体数据表的关联关系；

步骤S2，检测到创建虚拟表时，在所述数据表管理表中对应插入一条虚拟表的记录，且生成与该虚拟表相对应的字段映射关系表以及实体数据表；

步骤S3，当所述虚拟表内创建字段信息时，在所述字段映射关系表中对应添加字段信息；

步骤S4，将所述实体数据表的固定字段与虚拟表中的字段信息形成映射关系，存储所述映射关系于字段映射关系表中。

2.根据权利要求1所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，所述虚拟表内的自定义字段按字段条目存储于字段映射关系表中；所述字段映射关系表用于存储所述自定义字段与实体数据表内的固定字段的映射关系。

3.根据权利要求1所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，所述虚拟表与实体数据表为一一对应关系，采用字段映射关系表将非固定结构转化为固定表结构。

4.根据权利要求1所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，所述实体数据表为实际数据的存储位置，通过字段映射关系将虚拟表内的自定义字段存储于映射的固定字段中，其中，所述实体数据表的字段包括：ID、虚拟表ID、若干固定字段、删除标识与数据行ID。

5.根据权利要求4所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，当检测到所述虚拟表内多个自定义字段映射所述实体数据表内同一固定字段时，采用不同的映射子标记进行区分。

6.根据权利要求5所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，所述实体数据表内固定字段内信息通过字段映射描述表中的字段映射关系、映射子标记、数据行的条目ID表达被映射为虚拟表相应字段信息的值。

7.根据权利要求1所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，还包括：

调整所述虚拟表结构时，仅更改所述虚拟表中字段信息，保留该字段信息映射于实体数据表内的固定字段；且在所述字段映射关系中以删除标记表示原有的映射关系。

8.根据权利要求1所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，还包括：

查询所述虚拟表内数据时，调用数据表管理表，获取所述数据表管理表内与该虚拟表所对应字段映射关系表ID和实体数据表ID；根据所述映射关系表中固定字段与映射子关系在相应的实体数据表查询对应数据。

9.根据权利要求8所述的动态可扩展的关系型数据库的设计方法，其特征在于，还包括：

判断修改或插入的字段信息是否符合字段限制；当其符合字段限制时，则按照上述方式更改字段信息；当其不符合字段限制时，则提示为无效信息。

10.一种动态可扩展的关系型数据库，其特征在于，包括：采用权利要求1至9中任意一项所述的设计方法实现的数据库。