数据库中候选键的确定

在学习数据库的时候,经常要碰到候选键的求取,但是一开始的时候,根本搞不清楚怎么去求,最近看了一些文章和资料,终于搞明白了。

首先来看候选键的定义:若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,则称该属性组为候选键。

若W是候选键,则必须满足两个条件:W的闭包是U;W没有冗余。

设关系模式R中U=ABC.......等N个属性,U中的属性在FD中有四种范围:

(1)左右出现;
(2)只在左部出现;
(3)只在右部出现;
(4)不在左右出现;

算法:按以下步骤求候选键:
1.只在FD右部出现的属性,不属于候选码;
2.只在FD左部出现的属性,一定存在于某候选码当中;
3.外部属性一定存在于任何候选码当中;
4.其他属性逐个与2,3的属性组合,求属性闭包,直至X的闭包等于U,若等于U,则X为候选码。

例1:R<U,F>,U=(A,B,C,D,E,G),F={AB-->C,CD-->E,E-->A.A-->G},求候选码。

  因G只在右边出现,所以G一定不属于候选码;而B,D只在左边出现,所以B,D一定属于候选码;BD的闭包还是BD,则对BD进行组合,除了G以外,BD可以跟A,C,E进行组合
  先看ABD
  ABD本身自包ABD,而AB-->C,CD-->E,A-->G,所以ABD的闭包为ABDCEG=U
  再看BDC
  CD-->E,E-->A,A-->G,BDC本身自包,所以BDC的闭包为BDCEAG=U
  最后看BDE
  E-->A,A-->G,AB-->C,BDE本身自包,所以BDE的闭包为BDEAGC=U

  因为(ABD)、(BCD)、(BDE)的闭包都是ABCDEG所以本问题的候选码有3个分别是ABC、BCD和BDE

 

例2:R<U,F>,U=(A,B,C),F={AB-->C,C-->B},求候选码。

因为A只出现在左边,所以A一定是候选键。A的闭包还是A,则对A进行组合,可以和B,C进行组合。

首先看AB,AB本身自包AB,而AB-->C,所以AB的闭包是ABC=U。

再看AC,AC本身自包AC,而C-->B,所以AC的闭包是ABC=U。

因为AB,AC的闭包都是ABC,也就是U,所以候选键是AB,AC。

### 数据库设计中的候选确定数据库设计中,确定候选码是一个至关重要的过程。候选码的选择直接影响到数据表的设计合理性以及后续的数据操作效率。 #### 定义与重要性 候选码是指能够唯一标识关系模式中每一个元组的最小属性集[^1]。这意味着,在给定的关系模式下,任何两个不同的元组在其候选码上的取值都不同,并且该属性集不能再减少任何一个成员而不失去其唯一标识能力。 对于具体的应用场景而言,当存在多个可能成为候选的属性组合时,设计师可以根据实际需求来挑选最合适的作为主使用。例如,在学生选课系统里,“学号”和“课程名”的组合可以用来区分每一条记录;因此可以选择这两者之一或者它们共同构成的一个复合作为最终采用的关字。 #### 计算方法 为了找到所有的候选码,通常会利用函数依赖的概念并通过计算属性闭包来进行验证: - **定义**:设F是关系R(U)上的一组FDs, X⊆U,则X关于F的闭包XF+, 是指由F逻辑蕴含的所有形如X→A(A∈U)的右部组成的集合。 - **算法描述** 给定一组函数依赖`F` 和 属性子集 `X`, 可以通过下面的方式得到它的闭包 XF+: ```python def compute_closure(X, F): closure = set(X) while True: new_attributes = set() for fd in F: lhs, rhs = fd.split('->') if all(attr.strip() in closure for attr in lhs.split(',')): new_attributes.update(rhs.strip().split(',')) if not (new_attributes - closure): break closure |= new_attributes return sorted(list(closure)) ``` 一旦获得了某个属性或属性集的闭包之后,就可以检查这些闭包是否覆盖整个域空间 U 。如果确实如此,则说明此属性/属性集构成了一个超;进一步地去除冗余部分即可获得候选码[^3]。
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