CN111506552B - 一种树状结构的动态数据库设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据库领域，公开了一种树状结构的动态数据库设计方法及系统。设计方法包括建立数据节点，设定数据结构；建立检验节点，设定逻辑规则；建立数据节点与检验节点间的树状关联，构建树状结构；数据节点的数据发生变动时，关联的检验节点进行数据处理，关联的数据节点动态更新数据。数据动态更新保证了数据的一致性与正确性，大幅减少了上层应用的二次计算及冗余数据读写，大幅降低了系统开发量、复杂度以及数据库读写负荷。系统包括数据节点、检验节点、传输通道和配置模块。本发明的数据库系统能够直接存储和处理树状结构的数据，无需用通用数据库建立多张表以及相互树状结构关系表，具有适用范围广、设计实现快、开发成本低等特点。

Description

一种树状结构的动态数据库设计方法及系统

技术领域

本发明涉及数据库领域，尤其涉及一种树状结构的动态数据库设计方法及系统。

背景技术

在日常生活和工作过程中，带有层级关系的树状数据已经被广泛应用，比如应用于图书管理的结构数据、应用于组织管理的结构数据等。所述层级关系通常用树状结构表示，其中的每个节点代表一个数据，连线代表数据之间的关系。在数据库系统设计中，树状结构是信息的重要组成形式，一切具有层级关系的原型都可以用树来描述。

目前为公司提供数据存储服务的数据库通常是关系型数据库，存储数据的方式是表格。为了在关系数据库中记录树状结构数据，通常会在表格中添加外键字段。但是这种方式只能简单地将树状结构中节点的数据存储到关系型数据库中，无法体现树状数据之间的关系。即关系型数据库只能存储树状结构中的节点数据，而不能存储树状关系。

同时，随着上层应用的功能不断扩展，对数据库执行读写操作的次数也越来越多，上层应用在实现功能的同时还要对数据库中的数据进行计算，不仅增加了上层应用开发的工作量，频繁的数据读写操作也占用了数据库的大量资源。

鉴于关系数据库不能很好地满足记录和处理树状结构数据的需求，目前亟需一种既能够很好地记录树状结构数据，又能够满足适用范围广、设计实现快、开发成本低等特点的动态数据库。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种树状结构的动态数据库设计方法及系统，以增强数据库的灵活性与配置性，减少上层应用的复杂度，从而扩宽数据库的应用范围。

本发明公开一种树状结构的动态数据库设计方法及系统，包括：

一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于，包括：

步骤S1：建立数据节点，设定内部数据结构；

步骤S2：建立检验节点，设定内部逻辑规则；

步骤S3：建立数据节点与检验节点间树状关联，构建树状结构；

步骤S4：数据节点的数据发生变动时，关联的检验节点进行数据处理，关联的数据节点动态更新数据。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述数据节点的内部数据结构是数组、栈、队列、表、树、图其中的一种或多种。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述检验节点的内部逻辑规则是运算规则、约束规则、统计规则、概率规则、组合规则其中的一种或多种。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述树状关联是指数据节点或校验节点存储着节点关联表，与其父节点和子节点间存在传输通道。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述数据变动包括数据结构变动、数据属性变动、数据内容变动其中的一种或多种。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，数据节点产生数据变动后通过树状关联将变动数据传输给相邻关联节点。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述数据处理是指检验节点根据接收的数据、原有的数据以及设定的逻辑规则进行运算。

上述的一种树状结构的动态数据库设计方法，所述检验节点进行数据处理后，将处理后数据通过树状关联传输给关联数据节点。

一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于，包括：

数据节点，用于数据的存储、读取、写入和传递；

检验节点，用于数据处理和传递；

配置模块，用于配置数据节点及内部数据结构、配置检验节点及内部逻辑规则、配置节点关联表。

上述的一种树状结构的动态数据库系统，所述数据库系统还包括传输通道，用于节点间传输数据。

上述的一种树状结构的动态数据库系统，所述数据库系统还包括权限设置模块，用于设置数据节点的存储、读取、写入权限。

上述的一种树状结构的动态数据库系统，所述节点关联表用于存储每个数据节点和校验节点的父节点和子节点标识。

上述的一种树状结构的动态数据库系统，所述配置模块重新配置数据节点、检验节点或节点关联表后，所有与之关联的数据节点和校验节点都会校对数据，更新节点关联表，重新建立传输通道，更新内部数据。

本发明的有益效果在于：树状结构的动态数据库能直接存储和处理树状结构的数据，无需用通用数据库建立多张表以及相互树状结构关系表，大幅降低系统开发成本和复杂度，提高了数据库的存储效率。此外，当一个数据节点发生变化时，与其存在逻辑关系的数据节点都会动态随之变化，保证了数据的一致性、关联性与正确性，无需通过上层应用书写大量逻辑代码来保证数据一致性和正确性，大幅减少了上层应用的二次计算量以及冗余数据读写操作，大幅降低系统开发量和复杂度、以及数据库读写负荷，扩展了数据库的功能，提高了上层应用的开发效率，减少了开发时间。综上所述，树状结构的动态数据库具有存储和处理树状结构的数据，节点数据动态变化等功能，具有动态可拓展、适用范围广、设计实现快、开发成本低等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种树状结构的动态数据库设计方法的流程示意图。

图2是一种树状结构的动态数据库设计方法的操作示意图。

图3是一种树状结构的动态数据库系统的结构示意图。

图4是一种树状结构的动态数据库系统的数据节点的结构示意图。

图5是一种树状结构的动态数据库系统的检验节点的结构示意图。

图6是一种树状结构的动态数据库系统的配置模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种树状结构的动态数据库设计方法及系统，先天性支持树状数据的直接存储与处理，树状节点间的树状动态变化，保证了数据的一致性、关联性与正确性，无需通过上层软件书写大量逻辑代码来保证数据一致性和正确性，大幅减少了上层应用软件的二次计算量以及冗余数据读写操作，大幅降低系统开发量和复杂度、以及数据库读写负荷。另外，本发明的数据库系统还包括权限设置模块，用于设置数据节点的存储、读取、写入权限，可有效防止数据泄露。下面分别进行详细地介绍。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库设计方法的流程示意图。如图1所示，该树状结构的动态数据库设计方法包括以下步骤：

101、建立数据节点，设定内部数据结构。

所述数据节点是计算机中具有独立数据结构和接口方法的封装类、程序或软件，用于数据的存储、读取、写入和传递；所述数据节点的内部数据结构是数组、栈、队列、表、树、图其中的一种或多种，支持后期配置和修改。

102、建立检验节点，设定内部逻辑规则。

所述检验节点是计算机中具有独立数据结构和接口方法的封装类、程序或软件，用于数据处理和传递；所述检验节点的内部逻辑规则是运算规则、约束规则、统计规则、概率规则、组合规则其中的一种或多种，支持后期配置和修改。

103、建立数据节点与检验节点间树状关联，构建树状结构。

所述树状关联是指数据节点或校验节点存储着节点关联表，与其父节点和子节点间存在传输通道；所述树状结构是指每个数据节点或校验节点最多只有一个父节点，但可以有若干个子节点；所述树状结构中数据节点的父节点只能是检验节点，不能是数据节点。

104、数据节点的数据发生变动时，关联的检验节点进行数据处理，关联的数据节点动态更新数据。

所述数据变动指的是所述数据节点的数据结构变动、数据属性变动、数据内容变动其中的一种或多种；数据节点产生数据变动后通过树状关联将变动数据传递给相邻关联节点；所述数据传递是指通过传输通道传递数据。

所述检验节点根据收到的数据以及设定的内部逻辑规则进行数据处理，并将处理后数据传递给关联的数据节点；所述数据处理是指检验节点根据接收的数据、原有的数据以及设定的逻辑规则进行运算；所述检验节点进行数据处理后，将处理后数据通过树状关联传递给关联数据节点，该数据节点动态更新数据；所述动态更新数据是指数据节点根据接收的数据更新内部数据。

本发明实施例通过建立数据节点，设定内部数据结构；建立检验节点，设定内部逻辑规则；建立数据节点与检验节点间树状关联，构建树状结构；数据节点的数据发生变动时，关联的检验节点进行数据处理，关联的数据节点动态更新数据。以检验节点为核心纽带，将数据节点进行树状关联，通过内嵌的逻辑规则或算法来管控数据节点的数据变动，从而实现数据库的动态更新；同时，由于内嵌的逻辑规则或算法支持后期配置和修改，可以增强数据库的灵活性与配置性，从而减少了上层应用的复杂度，扩宽了数据库的应用范围。

请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库设计方法的操作示意图。如图2所示，利用树状结构变更过程来具体说明本发明实施例对节点的操作示意。

需要说明的是，树状结构中只有一个数据节点没有父节点，则该数据节点称为根节点；根节点是数据节点，检验节点不能成为根节点；每个数据节点或校验节点最多只有一个父节点，但可以有若干个子节点；数据节点的父节点和子节点是检验节点，检验节点的父节点与子节点是数据节点；数据节点与数据节点间不存在传输通道，检验节点与检验节点间不存在传输通道；当数据节点与检验节点间建立传输通道，会相应地更新相关联的数据节点、检验节点内的节点关联表；当数据节点与检验节点间断开传输通道，也会相应地更新相关联的数据节点、检验节点内的节点关联表。

当操作类型为增加数据节点时，该数据节点可直接增加到检验节点下，而不能插入到数据节点与检验节点之间；具体地，假设需要增加数据节点，所述数据节点可作为子节点增加在所述检验节点202或所述检验节点206下，而不能插入所述检验节点202与所述数据节点204之间，或者插入所述数据节点204与所述检验节点206之间。

当操作类型为增加检验节点时，该检验节点可直接增加到数据节点下，而不能插入到检验节点与数据节点之间；具体地，假设需要增加检验节点，所述检验节点可作为子节点增加在所述数据节点201或所述数据节点203或所述数据节点204或所述数据节点205或所述数据节点207或所述数据节点208下，而不能插入所述检验节点202与所述数据节点204之间，或者插入所述数据节点204与所述检验节点206之间。

当操作类型为更改数据节点或检验节点的父节点时，其操作顺序为先断开与原父节点的传输通道，然后在该数据节点或检验节点与新的父节点之间建立传输通道；具体地，所述检验节点206要将父节点更改为所述数据节点203，所述检验节点206需要先断开其与所述数据节点204的传输通道，然后再与所述数据节点203建立传输通道，所述数据节点207、所述数据节点208的传输通道保持不变；进一步地，所述数据节点203要将父节点更改为所述检验节点206，所述数据节点203需要先断开与所述检验节点202的传输通道，然后再与所述检验节点206建立传输通道，其他数据节点或检验节点的传输通道保持不变。

当操作类型为删除数据节点或检验节点时，删除原则是将数据节点或检验节点连同相关联的所有子节点一并删除；具体地，假设只想删除数据节点或检验节点而不删除相关联的子节点，则需对相关联的子节点做出处理。

进一步地，若删除所述数据节点204，需先对所述检验节点206、所述数据节点207、所述数据节点208做出处理，否则它们也会被一并删除；处理的方式有很多，可将所述检验节点206断开与所述数据节点204的传输通道，然后与所述数据节点203建立传输通道，也可断开所述数据节点207、所述数据节点208与所述检验节点206的传输通道，然后与所述数据节点207、所述数据节点208与所述检验节点206建立传输通道。

进一步地，若删除所述检验节点206，需先对所述数据节点207、所述数据节点208做出处理，否则它们也会被一并删除；处理方式有很多，可将所述数据节点207、所述数据节点208分别断开与所述检验节点206的传输通道，然后分别与所述检验节点202建立传输通道，也可先增加检验节点211，再断开所述数据节点207、所述数据节点208与所述检验节点206的传输通道，然后再分别建立所述数据节点207、所述数据节点208与所述检验节点211的传输通道。

本发明实施例通过数据节点、检验节点、传输通道构成简单的小型树状结构的动态数据库，具体阐述了数据库中分别对检验节点和数据节点进行增加操作、更改操作、删除操作的具体实施过程，具体阐述了一些数据库构建规则和操作规则，保证了数据结构的稳定性，同时增强了数据库的灵活性与配置性。

下面将结合附图3~附图6，对本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统进行详细介绍。需要说明的是，附图3~附图6所述的树状结构的动态数据库系统可应用于执行上述附图1~附图2所示的方法。

请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统的结构示意图，包括：数据节点301，检验节点302，数据节点303，数据节点304。

所述数据节点301、所述检验节点302、所述数据节点303与所述数据节点304共同构成一个简单的小型树状结构的动态数据库；特别地，所述数据节点301与所述检验节点302构成树状关联，所述检验节点302与所述数据节点303、所述数据节点304构成树状关联；进一步地，所述数据节点301是所述检验节点302的父节点，所述检验节点302是所述数据节点301的子节点，所述检验节点302是所述数据节点303与所述数据节点304的父节点，所述数据节点303与所述数据节点304是所述检验节点302的子节点；所述数据节点301与所述检验节点302间存在传输通道305，所述检验节点302与所述数据节点303间存在传输通道306，所述检验节点302与所述数据节点304间存在传输通道307。

所述数据节点303中的数据变动时，通过所述传输通道306将数据传递到所述检验节点302；所述检验节点302收到数据后，通过设定的逻辑规则，再结合原有的数据进行数据处理，所述检验节点302将处理后的数据通过所述传输通道305传递给所述数据节点301；所述数据节点301收到数据后，根据其内部数据情况进行数据变动或不变动。

特别地，假设所述数据节点303中存储的数据为数字2 (代号x)，所述数据节点304中存储的数据为数字1 (代号y)，所述数据节点301中存储的数据为数字3 (代号z)，所述检验节点302中设定的逻辑规则为算术运算+；进一步地，可得算术等式z=x+y；当所述数据节点303中的数据由数字2变成数字4时，由所述检验节点302中设定的逻辑规则z=x+y可知，所述数据节点301中的数据要由数字3变成数字5。

本发明实施例通过数据节点、检验节点、传输通道构成简单的小型树状结构的动态数据库；通过检验节点中设定的逻辑规则，将子节点的数据变动传递给父节点，构成树状联动，实现数据库的动态更新；区别于传统的单一、静态式数据库，本发明实施例的树状结构的动态数据库内嵌逻辑规则或算法，可自主实现数据间的树状联动，无需在数据库外部进行二次计算，降低了上层应用的复杂度。

请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统的数据节点的结构示意图，包括数据存储单元401，数据读写单元402，数据传递单元403，节点关联单元404。

所述数据存储单元401为数据节点提供数据存储服务，所述数据存储服务指的是通过内存存储、文本存储、非树状结构数据库存储中的一种或多种来实现；所述数据存储单元401为数据节点提供加密服务，所述加密服务指的是对需要存储的数据进行加密，以防信息泄露。

所述数据读写单元402为数据节点提供数据读写服务，所述数据读写服务指的是数据读取服务和数据写入服务；所述数据读取服务包括数据查询、数据检索；所述数据写入服务包括数据新增、数据更新、数据删除。

所述数据传递单元403为数据节点提供数据传递服务，所述数据传递服务指的是通过建立传输通道来进行数据的传递；所述传输通道是数据节点与检验节点之间建立的用来传输数据的通道。

所述节点关联单元404为数据节点提供树状关联服务，所述树状关联服务是指节点关联单元404存储着节点关联表；所述节点关联表指的是存储树状关联信息的表，具体地，节点关联表的内容包括但不限于父节点标识、子节点标识、树状关联时间。

本发明实施例通过数据存储单元、数据读写单元、数据传递单元、节点关联单元构成树状结构的动态数据库的数据节点，通过数据存储单元存储数据，数据读写单元对数据进行读取和写入，数据传递单元建立传输通道传递数据，节点关联单元建立节点关联表，树状关联父节点与子节点；数据节点是树状结构的动态数据库系统的基本组成部分，通过数据节点来实现数据库的基本功能。

请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统的检验节点的结构示意图，包括逻辑规则单元501，数据处理单元502，数据传递单元503，节点关联单元504。

所述逻辑规则单元501为检验节点提供逻辑规则；所述逻辑规则包括运算规则、约束规则、统计规则、概率规则、组合规则其中的一种或多种，支持后期配置和修改；

所述数据处理单元502为检验节点提供数据处理服务，所述数据处理服务指的是数据处理单元502将收到的数据与原有数据相结合，再根据其内部的逻辑规则进行计算；

所述数据传递单元503为数据节点提供数据传递服务，所述数据传递服务指的是通过建立传输通道来进行数据的传递；所述传输通道是检验节点与数据节点之间建立的用以传输数据的通道。

所述节点关联单元504为数据节点提供树状关联服务，所述树状关联服务是指节点关联单元504存储着节点关联表；所述节点关联表指的是存储树状关联信息的表，具体地，节点关联表的内容包括但不限于父节点标识、子节点标识、树状关联时间。

本发明实施例通过逻辑规则单元、数据处理单元、数据传递单元、节点关联单元构成树状结构的动态数据库的检验节点；通过逻辑规则单元设定检验节点的逻辑规则，由数据处理单元对关联节点通过传输通道传递的数据进行处理，数据传递单元建立传输通道传递数据，节点关联单元建立节点关联表，树状关联父节点与子节点；检验节点是树状结构的动态数据库系统的核心组成部分，通过检验节点实现数据的动态更新。

请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统的配置模块的结构示意图，包括数据结构配置单元601，逻辑规则配置单元602，节点关联表配置单元603；传输通道配置单元604。

所述数据结构配置单元601可配置数据节点的内部数据结构，所述数据结构指的是数组、栈、队列、表、树、图其中的一种或多种；所述逻辑规则配置单元602可配置检验节点的内部逻辑规则，所述逻辑规则指的是运算规则、约束规则、统计规则、概率规则、组合规则其中的一种或多种；所述节点关联表配置单元603可配置数据节点或检验节点内的节点关联表以构建节点间树状关联；所述传输通道配置单元604可配置数据节点与检验节点间用来传递数据的传输通道。

本发明实施例提供的一种树状结构的动态数据库系统的配置模块，通过数据结构配置单元来设定数据节点的内部数据结构，逻辑规则配置单元来设定检验节点的内部逻辑规则，节点关联表配置单元来构建节点间的树状关联，传输通道配置单元建立节点间的传输通道来传递数据。特别地，数据节点或检验节点被重新配置后，所有与之关联的数据节点都会检测并更新内部数据；数据节点或检验节点内节点关联表被重新配置后，所有与之关联的数据节点和检验节点会重新建立传输通道，构建新的树状结构。数据节点、检验节点以及相互间的树状关联关系均支持后期配置和修改，可大幅增强数据库的配置性与灵活性，减少上层应用的复杂度，扩宽数据库的应用范围。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于，包括：

步骤S1：建立数据节点，设定内部数据结构；

步骤S2：建立检验节点，设定内部逻辑规则；

步骤S3：建立数据节点与检验节点间树状关联，构建树状结构；所述树状关联是指数据节点或校验节点存储着节点关联表，与其父节点和子节点间存在传输通道；所述树状结构是指每个数据节点或校验节点最多有一个父节点，且有若干个子节点；数据节点的父节点和子节点是检验节点，检验节点的父节点与子节点是数据节点；

步骤S4：数据节点的数据发生变动时，关联的检验节点进行数据处理，关联的数据节点动态更新数据。

2.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：所述数据节点的内部数据结构是数组、栈、队列、表、树、图其中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：所述检验节点的内部逻辑规则是运算规则、约束规则、统计规则、概率规则、组合规则其中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：数据变动包括数据结构变动、数据属性变动、数据内容变动其中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：数据节点产生数据变动后通过树状关联将变动数据传输给相邻关联节点。

6.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：所述数据处理是指检验节点根据接收的数据、原有的数据以及设定的逻辑规则进行运算。

7.如权利要求1所述的一种树状结构的动态数据库设计方法，其特征在于：所述检验节点进行数据处理后，将处理后数据通过树状关联传输给关联数据节点。

8.一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于，基于如权利要求1所述的方法实现，系统包括：

数据节点，用于数据的存储、读取、写入和传递；

检验节点，用于数据处理和传递；

配置模块，用于配置数据节点及内部数据结构、配置检验节点及内部逻辑规则、配置节点关联表。

9.如权利要求8所述的一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于：所述数据库系统还包括传输通道，用于节点间传输数据。

10.如权利要求8所述的一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于：所述数据库系统还包括权限设置模块，用于设置数据节点的存储、读取、写入权限。

11.如权利要求8所述的一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于：所述节点关联表用于存储每个数据节点和校验节点的父节点和子节点标识。

12.如权利要求8所述的一种树状结构的动态数据库系统，其特征在于：配置模块重新配置数据节点、检验节点或节点关联表后，所有与之关联的数据节点和校验节点都会校对数据，更新节点关联表，重新建立传输通道，更新内部数据。