《对象数据库》PPT课件.ppt

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1、,第3部分 对象数据库与WEB数据库第10章 对象数据库,高级数据库系统及其应用,2023/7/14,2,第10章 对象数据库,关系数据库的局限性,10.1,面向对象数据模型,10.2,对象定义语言,10.3,对象查询语言,10.4,C+语言绑定与OODBMS实现,10.5,对象-关系数据库系统,10.6,OODBMS与ORDBMS对比,10.7,2023/7/14,3,10.1 关系数据库的局限性,关系数据库系统只支持一个很小的、固定的数据类型子集。对复杂数据类型的处理不方便呈现很大的能力不足问题。包含复杂数据类型的各类新型应用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)多媒体数据处理、大型文档数

2、据处理卫星云图/雷达等复杂气象数据处理地理信息系统(GIS)等,2023/7/14,4,10.2 面向对象数据模型,10.2.5 继承,10.2.4 对象类型,10.2.3 直接量,10.2.2 对象,10.2.1 对象模型概述,10.2.8 事务模型,10.2.7 封锁与并发控制,10.2.6 数据库操作,2023/7/14,5,10.2.1 对象数据模型概述,对象数据模型(ODM)的发展历程ODBMS自由发展阶段(1993年以前）无规范和标准ODBMS:Object Database Managing SystemsODMG 1.0(1993年)ODMG对象模型的最早版本提出者:Objec

3、t Data Management Group ODMG 2.0(1997)ODMG 3.0(2000)是ODMG的最新也是最后版本,2023/7/14,6,ODMG对象模型的核心概念(1),基本模型元素对象(object)和直接量(literal)。每个object有一个唯一标识，而literal则无标识。对象通常用来表示现实世界的一个实体。对象具有状态状态(state)被定义为一组特性(properties)变量值。一个特性可以是一个对象属性(attribute)，或是一个关系(relationship)对象的状态是可变的。对象具有行为行为(behavior)被定义为一组可被外界或其它对象

4、执行的操作(operations)。操作的具体编码实现，则被称为方法（method）。,2023/7/14,7,ODMG对象模型的核心概念(2),对象结构可通过定义状态变量和行为来规定对象的结构。共享相同结构的对象被聚合为一个类(class)。同类对象具有一组同名、同类型特性变量和一组相同的操作。一个具体对象也被称为它所属类的一个实例。对象类型(type)除了可用类(class)概念描述对象类型外，ODMG还引入接口(interface)概念。类是关于对象类型之抽象行为和抽象状态的规范，可直接实例化(intantiable)，即可基于类创建的实例对象；而接口只规范对象类型抽象行为，不能直接实例

5、化。类型允许继承(inheritance)不同类型之间可能存在特化/泛化关系（或ISA关系），即存在继承关系。子类型(subtype)允许从它的超类型(supertype)继承特性和方法。,2023/7/14,8,ODMG及其应用方式综述,ODMG基本概念objects、literals、types(classes,interfaces)、operations、properties(attributes,relationships)、inheritances、借助基于ODMG对象模型的ODL语言来构造应用的对象模式操纵应用的对象模式利用SQL99或其它宿主语言，结合基于ODMG的对象查询语言O

6、QL实现,2023/7/14,9,10.2.2 对象,一、对象的主要构成（结构）一组可包含该对象特性值的特性变量属性(attributes)或关系(relationships)对象的所有特性变量及其取值规定了对象的状态（state）一组对象可以响应的消息(messages)每个消息可以带0个或多个参数；消息与ODMG对象模型中术语“操作(operations)”等价对象的所有操作，规定了对象的行为(behavior)操作的具体代码实现，称为方法(a method),2023/7/14,10,10.2.2 对象,二、对象的基本特征有唯一对象标识符(object identifier,oid)可以

7、有一个或多个有意义的名字对象名字好比编程语言中的全局变量，必须在整个ODBMS中保持唯一无重名。应用也可通过对象名来引用对象。具有自己的生命周期对象的生命周期指明了对象是临时内存对象（transient），还是一个持久对象（persistent）。对象生命期的一个重要特点是独立于类型。对象具有特定的结构（见前页）,2023/7/14,11,10.2.2 对象,三、对象等价与对象相等的概念两对象等价，如果它们有相同的对象标识（即是同一个对象）。两对象相等，如果它们的状态值都相等（但它们可能有不同的对象标识）。两对象浅度相等，如果两对象除了引用字段外，其余字段值都相同。两对象深度相等，如果两对象不

8、仅非引用字段值相等，而且各相应的引用字段也指向相同的其它对象。,2023/7/14,12,10.2.3 直接量(literal),在ODMG模型中，literal指一个没有对象标识的值。literal值可以是简单结构或是复杂结构。有三种类型的直接量：原子型直接量(atomic literal)，对应预定义的基本数据类型，如long、float、char或string等。集合型直接量，指定一个值集或对象集。结构化直接量，包括内置结构，如DATE、TIME、TIMESTAMP等，以及用户自定义结构,2023/7/14,13,10.2.4 对象类型,一、类型规范类型规范定义类型的外部特征对外可见的部

9、分，由对外部可见的操作、特性和例外等一些抽象的描述构成。ODMG对象模型支持的类型规范分以下三种：接口(interface)，只定义了类型的抽象行为，即操作部分的规范；直接量(literal)，只定义了类型的抽象状态，即特性变量部分的规范；类(class)，可同时定义类型的抽象行为和抽象状态规范。类的概念可基本对应到ER的实体集。二、类型实现定义该类型实例对象的一些内部方面，包括实现该类型操作的方法(methods)和一些其它内部细节。类型的实现与语言绑定有关。,2023/7/14,14,10.2.4 对象类型,一、类型规范二、类型实现三、常见的对象类型 原子型对象(atomic object

10、)指用户自定义对象在ODMG对象模型中，没有内建的原子对象/类型。集合型对象(collection object)相当于一个元素容器，其内可存储一个或多个同类型元素。ODMG对象模型支持多种集合对象类型构造，如Set、Bag、List、Array、等。结构化对象特指ODMG预定义的四种对象/类型,2023/7/14,15,10.2.5 继承,一、子类型与行为继承ODMG对象模型支持基于继承(inheritance)的超类型/子类型(supertype/subtype)关系。子类型/超类型关系，也称为ISA关系。在ODL规范语法中，用“:”表达接口继承关系，允许多重接口继承。子类型接口可以在超类

11、接口的基础上，附加定义自有的行为特征，或重载细化超类中原有的行为特征。二、状态继承 三、继承与类层次结构,2023/7/14,16,10.2.5 继承,一、子类型与行为继承二、状态继承 ODMG对象模型也允许定义扩展(extends)关系，允许子类型从一个超类型 同时继承行为和状态。扩展关系是一种单继承的、但可传递的关系。(类或接口)子类型可以从(多个)接口继承行为；但接口不能从类继承行为。只有类可以通过扩展(extend)从另一个类（超类）同时继承行为和状态。三、类层次结构 可利用ISA继承关系，将模式中的类组织成层次化的结构,2023/7/14,17,10.2.6 数据库操作,数据库操作指

12、针对Database类型对象的操作允许基于一个Database类型，创建多个数据库实例，即多个逻辑数据库。一般利用DatabaseFactory接口中定义的new方法，来创建Database类型实例。ODMG模型的数据库类型原型定义了基本的数据库open/close操作,以及针对范围内的对象进行命名、定位和查找等操作。在对数据库存储域内的任何持久对象之前，必须先用open操作打开数据库。除了open和close操作，其它所有操作都必须在事务(Transaction)中执行，否则将会引发错误例外。,2023/7/14,18,封锁和并发控制,ODMG对象模型使用常规的、基于封锁的方法进行并发控制作

13、为缺省封锁策略。并不排斥支持其它更广泛的并发控制策略。,2023/7/14,19,事务模型,对持久对象的任何存取、创建、删除或修改都必须在事务范围内进行。ODMG通过Transaction接口中定义了关于事务对象的各种基本操作。,2023/7/14,20,10.3 对象定义语言(ODL),ODL(object definition language)是遵循ODMG标准的对象数据管理系统(ODBMS)规范说明语言，它是独立于任何特定程序设计语言的语义构造。ODL的主要目标促进遵循ODMG规范的ODBMSs系统共享数据，使数据在这些系统之间迁移更为容易。ODL的主要任务创建对象数据库模式，即定义模

14、式中类和接口。用户可先用ODL指定对象DB模式，然后再使用特定语言绑定，将ODL构造映射为特定程序设计语言的相关构造。,2023/7/14,21,ODL应用示例(一个简化版的大学数据库模式),对应该图的ODL定义，可参见课本 p322-323,2023/7/14,22,10.4 对象查询语言,2023/7/14,23,10.4.1 OQL(Object Query Language)综述,OQL是ODMG标准的一部分。OQL应用必须基于由ODMG-ODL定义的对象类型接口模式。只是一个简单的不完全语言，通常以嵌入形式与其它计算机语言结合使用。它也不保证能表达任意复杂的计算，即它不具有计算完全性

15、。与其它语言的关系OQL语句通常以嵌入形式与其它扩展了持久特性的编程语言(如C+、Java、Smalltalk等)结合使用。与SQL对比,2023/7/14,24,OQL与SQL在语法和语义上的差别对比,SQL中的关系表(Table)名，在OQL中被解释为集合型对象名。SQL中的表属性或列名，在OQL中被广义解释为属性名/关系名，或方法名。OQL在SQL形式语法基础上，扩展了面向对象概念方面的运用，如复杂对象、对象标识、路径表达、多态、操作激活和延迟绑定等。OQL能灵活处理复杂结构对象，而SQL不能。OQL是一种纯粹函数型语言，只要类型系统允许所有操作符均可自由组合。QOL采纳了完全正交风格，

16、允许OQL在保持SQL查询表达式语法简单性的基础上，不限制表达的能力且更易学习。,2023/7/14,25,OQL处理复杂结构对象的主要方式,导航存取能利用对象标识和关系，在对象之间导航。对象检索能检索ODB中已有的对象和创建新的对象。对象行为能执行对象操作，以更新对象的状态，或从对象状态中导出信息。利用继承能利用类型之间的子类型/超类型关系，进行对象存取、检索和更新等操作。,2023/7/14,26,OQL实现ODMG对象模型操纵的主要方法步骤,通常以有名对象或有名对象集作为入口，定位感兴趣对象，并可利用对象标识和对象关系在相关对象之间导航。这可形象比喻为一组“挑选(pick)”、“粘合(m

17、ix)”操作。通过pick操作，从已有对象集中挑出感兴趣的对象，再通过mix操作，把这些被挑出的对象粘合关联在一起。通过激活感兴趣对象上抽象操作所对应的方法，修改对象的状态，或从对象状态中抽取感兴趣的信息。返回一个表示结果信息的对象。,2023/7/14,27,10.4.2 OQL语言简介(1),1.类似SQL的基本SQL语句SELECT DISTINCT x.age FROM Persons x WHERE x.name=Pat它通常有一个数据库入口点可以是任意的有名持久对象。对于许多查询来说，入口点就是类的外延名。只要在OQL查询中引用了集合，就应该在定义一个相应的迭代器变量，来指代集合中

18、的每个元素。有三种指定迭代器变量的语法形式(令e表示一个迭代器变量，Es表示一个集合对象)：e in Es Es eEs as e,2023/7/14,28,OQL的条件子句,由于OQL支持正交特性，WHERE子句中条件表达更为灵活，允许出现任何返回布尔型直接量的条件表达。例如，除了SQL的比较操作符，OQL还支持一些测试集合对象内容的操作符或表达式。令v为变量，c为集合表达式，b为布尔类型条件表达式，e是与集合c中元素同类型的元素。如元素e是集合c的成员，则表达式(e in c)为true；如集合c的所有元素都满足b，则(for all v in c:b)为true；如集合c中至少有一个元素

19、满足b，则(exist v in c:b)为true；如集合c有且只有一个元素，则表达式unique(c)为true；,2023/7/14,29,10.4.2 OQL语言简介(2),2.一些比SQL更简单直接的OQL查询表达 可以直接是一个对象名甚至一个具体值。名字可表示任何类型对象，包括原子型对象、结构型对象、集合型对象，或直接量。,2023/7/14,30,10.4.2 OQL语言简介(3),3.路径表达式(path expression)为实现对象之间的导航操作，OQL引入了路径表达式的概念。路径表达式由一个或多个路径步(steps)构成以一个有效名字(对象名、属性名、关系名或操作名)表

20、示每个路径步用“点.或箭头”作为路径分隔符。应用举例假设我们已得到某特定人员对象p，若还希望知道其配偶居住的城市名，则可采用表达p 进行导航,2023/7/14,31,10.4.2 OQL语言简介(4),3.从集合中选择对象 1）从一个集合中选择对象简单SFW形式的OQL语句OQL也允许存取有序型集合对象中特定位置的元素，例如：2）关联查询多个对象集3）连接查询多个对象集,2023/7/14,32,10.4.2 OQL语言简介(4),3.从集合中选择对象 1）从一个集合中选择对象2）关联查询多个对象集类似SQL，SFW 形式的OQL中也可通过在在FROM后列出多个相关联的集合，来实现多个对象集

21、的关联查询。例如，通过在前一集合迭代变量p之后，跟随一个以p开头的次层集合路径表达式，就可有效表达两个具有层次关系集合的关联查询。SELECT c.address FROM Persons p,p.children c 将检查所有人员的所有子女，结果值的类型为bag。3）连接查询多个对象集,2023/7/14,33,10.4.2 OQL语言简介(4),3.从集合中选择对象 1）从一个集合中选择对象2）关联查询多个对象集3）连接查询多个对象集在FROM语句中，也可同时声明多个不直接相关的集合。类似SQL，这允许计算这些集合之间的连接(join)。应用示例，从Persons对象集中选择以某种花名作

22、名字的人：SELECT p FROM Persons p,Flowers f WHERE p.name=f.name,2023/7/14,34,10.4.2 OQL语言简介(5),4.利用查询构造对象1）利用类型构造器创建对象可借助类型名构造器来创建有标识对象。例如，为创建一个前述定义的Person对象，可使用下面的简单语句：Person(name:”Pat”,birthdate:date1956-3-28,salary:100000)也可直接创建无标识对象(literal)set(2,4,8,16)/返回一个无标识的set型集合直接量；struct(a:10,b:“Pat”)/返回一个无标识

23、的结构；直接利用一些类型强制转换操作符构造对象：LISTTOSET(LIST(1,2,3,3,4)=SET(1,2,3,4)DISTINCT(BAG(1,2,3,3)=SET(1,2,3)FLATTEN(LIST(SET(1,2),SET(2,3),SET(4,5)=LIST(1,2,2,3,4,5)2）利用选择语句创建复杂对象,2023/7/14,35,10.4.2 OQL语言简介(5),4.利用查询构造对象1）利用类型构造器创建对象2）利用选择语句创建复杂对象SELECT DISTINCT STRUCT(a:x.age,s:x.sex)FROM Persons x WHERE x.name

24、=PatSELECT DISTINCT STRUCT(name:x.age,hps:(SELECT y FORM x.subordinate as y WHERE y.salary100000)FROM Employees x这个语句对每个employee，建立了一个包含名字和它具有高薪下属的名字集结果是一个类型为set)的集合型直接量。,2023/7/14,36,10.4.2 OQL语言简介(6),5.激活方法、多态与滞后绑定1）激活方法OQL允许在属性名出现任何位置-激活一个可带参数的、返回值匹配表达式的方法。这种灵活的语法表达使得用户不需要区分是存储特性还是计算特性。例如，SELECT

25、p.oldest_child.address.street FROM Persons p WHERE p.lives_in(“Paris”);2）多态与滞后绑定,2023/7/14,37,10.4.2 OQL语言简介(6),5.激活方法、多态与滞后绑定1）激活方法2）多态与滞后绑定面向对象的一个主要特性是可操纵多态集。例如，对象集Persons同时包含了Person、Employee和Student这三个类的实例对象，这些类的实例对象汇集构成了一个多态集。当一个多态集（如Persons）被过滤选择时，借助滞后绑定机制或加类限制指示符，在针对不同子类元素统一执行超类方法时，子类的一个特性或重载方

26、法可被正确执行。例如，若Person类中定义了一个activities操作，它的子类Employee和Student中分别重载了这个方法。那么，当执行语句：SELECT p.activities FROM Persons p 时基于当前人员p的类型，OQL会激活正确的方法体。,2023/7/14,38,10.4.2 OQL语言简介(7),6.在OQL中应用分组操作符OQL增强了SQL的分组操作符,为每个分组（或分区）中的对象集都提供了显式引用。SELECT struct(city_name,city_population:count(partition)FROM p in PersonsHAV

27、ING count(partition)100,0000;这里，partition被用来指代每个分区的关键字。读者从这个例子不难归纳分组语句的一般语法形式。,2023/7/14,39,OQL语言简介(8),7.操作符组合与命名查询（named query）OQL中也引入了视图机制，并允许使用命名查询。可用关键字define指定命名查询的名字。例如，可通过以下四个语句构造复杂查询：查那些平均薪水最少雇员所居住的街道名称并排序。Define Employees()as SELECT(Employee)p FROM Persons p WHERE“has a job”in p.activitiesD

28、efine salary_map()as SELECT street,avg_salary:avg(SELECT x.e.salary FROM partion x)FROM Employees()e GROUP BY street:e.address.street;Defing sorted_salary_map()as SELECT s FROM salary_map()s ORDER BY s.avg_salaryFIRST(sorted_salary_map().street,2023/7/14,40,10.5 C+语言绑定与OODBMS实现,10.5.5 C+OQL,10.5.4 C

29、+OML,10.5.3 C+ODL,10.5.2 OODBMS语言绑定综述,10.5.1 OODBMS概述,2023/7/14,41,10.5.1 OODBMS概述,1.持久编程语言的基本特点(表10.2 与嵌入执行SQL语言对比）,2023/7/14,42,10.5.1 OODBMS概述,2.持久编程语言必须处理的一些关键问题1）如何指定对象持久性先将类声明为可持久类，再结合其它一些限定方法，如声明类外延名字，或使用带有持久指示参数的扩展new()操作来创建新对象等方法，来指定持久对象。运行时动态指定对象的可持久性。通过可达性确定持久性。将一个或多个根(root)对象声明为持久对象，其它能直

30、接或间接从持久根对象引用的对象，也被自动认为是持久对象。2）如何实现对象标识和指针3）如何存取持久对象,2023/7/14,43,10.5.1 OODBMS概述,2.持久编程语言必须处理的一些关键问题1）如何指定对象持久性2）如何实现对象标识和指针3）如何存取持久对象给对象命名，然后通过名字检索对象。该方法只适合于对象数目相对较少的应用。允许对外发布或在外部转储对象标识或指针。存储集合对象，并允许程序遍历集合以检索所需的对象。对声明了类外延名的可持久类，每当一对象被创建时，都会被自动插入类外延对象中；而当一对象被删除时，也会自动将该对象从类外延中移除。,2023/7/14,44,10.5.2

31、C+语言绑定综述,C+语言绑定，本质上，相当于基于C+实现了一个持久对象编程语言。它通过语言绑定映射技术，把ODMG/ODL中的各种基本构造映射到C+构造。具体映射通过C+类库（OODBMS运行库）实现。在C+类库中，所有实现ODMG模型基本概念或结构的类声明，统一采用以d_为前缀的名字空间。C+语言绑定也称为C+ODL/OMLC+ODL是C+ODL/OML的声明部分。C+OML代表对象操纵语言。,2023/7/14,45,10.5.2 C+语言绑定综述,1.定义可持久化对象的抽象基类d_Object,2023/7/14,46,10.5.2 C+语言绑定综述,2.实现了一个极具灵活的智能型指针

32、(引用模板类 d_Ref)还有两个扩展了d_Ref的、用于建模关系的引用模板类d_Rel_Ref/d_Rel_Set，允许指定从当前类到类T的一个一对一关系，或一对多关系。引用指针的应用举例：d_Ref profP;/声明Professor类引用类型的实例profPd_Ref deptRef;profPage();/激活profP引用指向的那个Professor类实例上的age()方法deptRef=profP.dept;/将引用赋值到变量deptRef。,2023/7/14,47,10.5.2 C+语言绑定综述,3.实现DB事务管理类class d_Transaction 在C+绑定中，每个

33、事务被实现为一个d_Transaction类的对象。C+绑定运行库中，通过具体类d_Transaction，实现了ODMG-ODL规范中的Transaction接口，定义了begin()、commit()、abort()、checkpoint()等操作。d_Transaction是一个独立的具体类，只有临时的实例对象。,2023/7/14,48,10.5.2 C+语言绑定综述,4.实现数据库对象(管理)类C+OML实现预定义了d_Database类型，提供了一组管理数据库对象的方法，以及在数据库中命名、更名对象和定位指定对象的方法。与事务d_Transaction的实例对象类似，d_Datab

34、ase实例对象也是临时对象。,2023/7/14,49,10.5.3 C+ODL,声明C+ODL类语法与C+类声明语法相同只是名字空间有所区隔而言。C+ODL专门构造类通常以前缀d_开头。C+绑定类库提供了C+ODL预定义基本数据类型的类定义/实现，包括d_Short、d_UShort、d_Long、d_Float、等。类的静态数据成员不包含在个体实例中，而是随类定义一起静态存储。声明对象关系（关联）方法,2023/7/14,50,10.5.3 C+ODL,声明C+ODL类语法与C+类声明语法相同只是名字空间有所区隔而言。声明对象关系（关联）方法 C+ODL允许指定对象之间的相互关系，包括一对

35、一、一对多关系。假设在类A和类B之间存在如下1-1关系，则它们之间关系声明框架如下：extern const char _ra,_rb;class A d_Rel_Ref rb;class B d_Rel_Ref ra;const char _ra=ra,_rb=rb;声明1-多关系，用d_Rel_Set替换d_Rel_Ref关系的完整性约束由OODBMS维护。（图10.4),2023/7/14,51,OODBMS自动维护引用完整性的行为效果直观图(图10.4),2023/7/14,52,10.5.3 C+ODL,声明C+ODL类语法与C+类声明语法相同只是名字空间有所区隔而言。声明对象关系（

36、关联）属性声明集合型属性成员C+绑定类库提供了实现ODMG/Collection接口的抽象模板类d_Collection，它由d_Object派生，指定了所有集合类的公共行为.template class d_Collection:public d_Object C+绑定类库中也定义了各种集合类型的模板类，如d_Set、d_List、d_Varray，它们均派生自d_Collection.应用示例d_Set ss,2023/7/14,53,10.5.4 C+OML,C+OML实现的指导原则尽可能以一套相同的语法，操纵临时对象和持久对象。但实际上，操纵两种对象多少还是会有所不同，比如，查询和事务

37、一致性只能应用于可持久的对象。针对持久对象的主要操作种类包括创建对象、删除对象、标识对象、引用对象、激活对象，以及存取对象特性值等。,2023/7/14,54,10.5.4 C+OML,1.创建对象 创建对象一般用new操作符，C+绑定实现重载了C+的new操作，增加了指定新对象生命期的参数。以下是d_Object类中定义的三个new操作：void*operator new();/方法1void*operator new(const d_Ref_Any/方法3,2023/7/14,55,10.5.4 C+OML,2.删除对象 在C+OML中，对已创建的对象，既可利用d_Ref:delete_O

38、bject成员函数来删除，也可用持久对象（超类d_Object中定义）的delete操作符来删除。如果相关事务正常提交，则删除对象操作影响是永久的，对象在主存中的映象和DB中的持久数据都会被删除。应用举例：d_Ref obj_ref;obj_ref.delete_object();/删除被引用的那个对象,2023/7/14,56,10.5.4 C+OML,3.修改对象 通过更新一个对象的特性值，或激活定义在对象上的操作，均可达到修改对象状态的目的。当包含修改动作的事务提交后，更新影响将持久化且对其它用户可见。持久对象被修改时，必须与OODBMS运行库进程通信，通知相应对象状态已被修改。,202

39、3/7/14,57,10.5.4 C+OML,4.对象命名及其操作 C+OML支持命名对象，并提供存取有名对象的能力。有关命名对象、更名对象和按名检索对象的操作，均在d_Database类中定义。DB应用通常从存取一个或多个关键的对象开始处理，然后通过引用，导航到其它要处理的对象。这些开始时被处理的对象，通常被称为根（root)对象。,2023/7/14,58,10.5.4 C+OML,5.用循环子Iterator操纵集合型对象 循环子(iterator)常用来遍历一个集合中元素，并顺序取回每个元素。为方便操纵集合型对象，C+绑定类库还提供专门构造循环子的模板类d_Iterator。d_Ite

40、rator的定义框架：template class d_Iterator public：d_Boolean next(T d_Iterator实现了ODMG:Iterator接口，可确保安全可靠返回指定集合中的每个实例元素。循环子通常在一个集合型对象上应用create_iterator方法来初始化。,2023/7/14,59,10.5.4 C+OML,6.类外延及其操作 ODMG提供了一个机制，允许在类声明中，可选地带一个声明类外延名的参数。例如，class Employee(extent Employees):public Person 声明类Employee的外延名为Employees为方

41、便操纵可持久类外延，C+绑定也实现了一个模板接口类d_Extent，提供了一组操纵外延中对象元素的操作。d_Extent本身不是可持久类，这也是为什么它不能从d_Collection派生的原因。,应用举例：d_Extent all_Customers(bank_db);,2023/7/14,60,10.5.5 C+OQL（1）,1.利用C+绑定提供的专门接口执行OQLC+绑定提供了一套可全功能利用OQL的接口规范。该规范包括查询准备构造步和查询执行步：通过使用类型d_OQL_Query的一个对象，构造查询；利用函数d_oql_execute执行查询。它是d_OQL_Query类中的一个友元函数

42、，属于可独立使用的接口模板函数。template void d_oql_execute(d_OQL_Query 一旦构造好了查询，就可以用相同或不同的参数多次执行已构造好的查询。d_OQL_Query的“”操作符已被重载，以允许拼接左右操作数对应的结果串值，并返回左边操作数的值引用。从而允许用灵活参数形式构造d_OQL_Query。,2023/7/14,61,10.5.5 C+OQL（2）,2.在集合类的查询方法中嵌入OQL 类d_Collection中定义了一个用于查询的成员函数：int query(d_Collection,2023/7/14,62,10.6 对象-关系数据库系统,10.6

43、.1 嵌套关系表,10.6.2 复杂数据类型,10.6.3 继承,10.6.4 引用类型,10.6.5 复杂类型查询,10.6.6 函数、过程和方法,10.6.7 ADT及其封装,10.6.8 新型关系数据库,10.6.9 实现ORDBMS面临的一些新挑战,2023/7/14,63,对象-关系数据库系统,OODBMs及持久编程语言，主要通过附加类库方法，扩展原编程语言的持久性和其它数据库特性来实现。本节讨论对象数据库的另一种实现方案：扩展、增强原有的RDBMS，使之具备对象数据库系统的某些特性。对象-关系模型提供了更为丰富的类型系统，包括复杂数据类型和面向对象。关系查询/操纵语言，如SQL，相

44、应地也需进行扩展，以适应更丰富的类型系统。,2023/7/14,64,SQL-99相对于SQL-92的主要增强点,增加了一些类型构造器来指定复杂对象。行类型(row type)，对应于对象模型的元组或struct构造器，还可表达值集的数组类型。但SQL-99规范尚不包括set、list、bag等集合类型构造器。包括了一种可用引用类型来指定对象标识的机制。提供了继承机制。通过用户自定义类型机制，提供了操作封装。,2023/7/14,65,10.6.1 嵌套关系表,嵌套关系模型是传统关系模型的扩展，在嵌入关系模型中，属性值除了原子值外，还允许是另一个子关系或一个值集，即关系中允许内嵌子关系。嵌入关

45、系的一个元组可表示一个复杂对象。一个含嵌入子表的典型关系表示例,2023/7/14,66,满足1NF的展开版本“图书”关系表(Flat-Books),2023/7/14,67,满足4NF的“图书”关系子表,2023/7/14,68,10.6.2 复杂数据类型（1）,复杂数据类型也称为抽象数据类型(abstract data type,ADT)。本部分主要介绍SQL99在复杂数据类型方面的扩展和新用法。1.声明多值属性CREATE TABLE Books(;authors VARCHAR(20)ARRAY 10;)2.声明巨型属性 book-review clob(10KB);image blo

46、b(10MB);movie blob(2GB);,2023/7/14,69,10.6.2 复杂数据类型（2）,3.使用结构化类型 结构化类型允许组合若干属性成份为一个新类型。SQL-99中，可按如下示例方式声明和使用结构化类型。基于结构化类型，既可用进一步定义更复杂结构化类型，也可直接基于它创建关系表。包含结构化类型的表称为嵌套表。,2023/7/14,70,10.6.2 复杂数据类型（2）,3.使用结构化类型 SQL-99也允许直接声明匿名行类型。例如，属性声明publisher Publisher，也可用如下子句来替换：publisher ROW(name VARCHAR(20),bran

47、ch VARCAHR(30)SQL-99也允许在类型定义中,直接附加操作声明。例如CREATE TYPE Employee AS(name VARCHAR(20),salary INTEGER)METHOD giveraise(percent INTEGER);可使用另一个创建方法语句，来定义实现操作的方法：CREATE METHOD giveraise(percent integer)begin SET self.salary=self.salary+(self.salary*percent)/100)end;,2023/7/14,71,10.6.2 复杂数据类型（3）,4.创建复杂类型值在

48、SQL-99中，一般用构造函数来创建结构化类型值。例如，若用如下语句定义了publisher的构造函数：CREATE FUNCTION Publisher(n VARCHAR(20),b VARCHAR(20);可用Publisher(McGraw-Hill,New York)来创建一个该类型值。向Books关系中插入一个元组的语句：INSERT INTO books VALUES(Compilers,ARRAY Smith,Jones,Publisher(McGraw-Hill,New York),ARRAY parsing,analysis);,2023/7/14,72,10.6.3 继承

49、（inheritance）,1.基于类型的继承类型继承不仅可继承超类型的属性，也可同时继承超类型的方法。子类型中也允许重载超类型中的方法。但SQL-99标准尚不支持多继承。应用示例，假如我们有以下关于人员的定义：CREATE TYPE Person AS(name VARCHAR(20),address VARCAHR(30);那么，对某个特殊人群，如学生和教师，我们可在重用Person定义的基础上，进行附加定义：CREATE TYPE Student UNDER Person(degree VARCHAR(20),department VARCAHR(30);CREATE TYPE Teac

50、her UNDER Person(salary INTEGER department VARCAHR(30);,2023/7/14,73,10.6.3 继承（inheritance）,2.基于表的继承SQL-99中的表继承对应于ER模型中的泛化/特化关系。例如，若已用CREATE TABLE people of Person创建了关系表people，那么，就可按如下语句定义people的子表students和teachers：CREATE TABLE Students UNDER People(degree VARCHAR(20),department VARCAHR(30);CREATE T