第八章 面向对象查询语言 Object-Oriented Query Languages

1. 第八章 面向对象查询语言Object-Oriented Query Languages

2. 概述 • 面向对象 • 面向对象数据模型 • 面向对象方法中引入数据库的概念（持久化） • 以面向对象的方法构造数据库 • 关系对象数据模型 • 关系数据模型中引入面向对象的概念 • 引入新的数据类型，作为类型扩展

3. 概述 • 面向对象查询语言 • OODBMS • OQL • ORDBMS • SQL3

4. 概述 • ODMG • Object Database Management Group • ODMG-93 • 吸取OMG的COM(Common Object Model)、IDL(Interface Definition Language) • 增加数据库内容，形成OM、ODL • OQL • 力图成为OODBMS的标准

5. ODL中与查询相关的特性 • ODL（Object Definition Language） • 用面向对象的术语，说明数据库结构的标准语言 • 用于书写面向对象数据库的设计说明 • 可直接转换成对OODBMS的（实现）说明

6. ODL——对象的操作 • ODL，Interface • 属性(Attribute) • 该class的特性 • 联系(Relationship) • 该类对象与其他类对象的联系（引用） • 方法(Method) • 与类相关的函数，可作用与该类对象的函数 • 代码不是ODL的成分，由宿主实现

7. ODL——方法的说明 • 署名 • 方法的名字 • 返回值的类型 • 参数种类 • In • Out • InOut • 参数类型 • 异常(Exception)处理 • Raises(<异常名>)

8. ODL——方法的说明 Interface Movie Key(title,year) { …… //attributes & relationships float lengthInHours() Raises(noLengthFound); starNames(out Set<string>); otherNames(in Star,out Set<Movie>) Raises(noSuchStar); };

9. ODL——类的范围 • ODL的说明 • 是该类对象的当前集合名，类似于关系名 • extent <范围名> • 范围名可以与类名不一致 • 将以范围名被引用

10. ODL——类的范围 Interface Movie (extent Movies Key(title,year)) { …… //attributes & relationships float lengthInHours() Raises(noLengthFound); starNames(out Set<string>); otherNames(in Star,out Set<Movie>) Raises(noSuchStar); };

11. OQL • 对象查询语言 • OQL：Object Query Language • 以ODMG对象模型为基础的类似SQL的查询语言 • 作为OOP宿主语言的扩展 • OQL混入宿主语言（不是嵌入） • 完整描述：ODMG-93

12. OQL——实例 Interface Movie (extent Movies key(title,year)) { attribute string title; attribute integer year; attribute integer length; attribute enumeration(color,blackAndWhite) filmType; relationship Set<Star> stars inverse Star::starredIn; relationship Studio ownedBy inverse Studio::owns; }

13. OQL——实例 Interface Star (extent Stars key name) { attribute string name; attribute Struct Addr {string street,string city}address; relationship Set<Movie> starredIn inverse Movie::stars; }

14. OQL——实例 Interface Studio (extent Studios key name) { attribute string name; attribute string address; relationship Set<Movie> owns inverse Movie::ownedBy; }

15. OQL类型系统 • OQL中的类型与ODL一致 • ODL只涉及变量（类型） • OQL将涉及常量（值）

16. OQL类型系统 • 常量的表示 • 基本类型 • 原子类型 • 整数、浮点数、字符、字符串、布尔型 • 枚举类型 • 由ODL中定义的值

17. OQL类型系统 • 常量的表示 • 复杂类型 • Set(…) • Bag(…) • List(…) • Array(…) • Struct(…) • Struct(foo:bag(2,1,2),bar:“baz”)

18. OQL路径表达式 • 采用点‘.’的方式访问变量的分量 • 如果a表示属于类C的对象，p是该类的某个特性（属性、联系或方法），则a.p表示把p用于a的结果 • 如果p是属性，则a.p就是对象a的该属性值 • 如果p是联系，则a.p就是通过联系p与a相连的对象或对象的聚集 • 如果p是方法，则a.p就是把p用于a的结果

19. OQL路径表达式 • 例：如果myMovie是宿主语言的变量，其值是Movie对象，则 • myMovie.length（对象中的属性名）是该电影的长度 • myMovie.lengthInHours()（对象中的方法名）的值是实数，通过把方法lengthInHours()作用于对象myMovie的结果 • mymovie.stars（对象中的联系名）的值是通过联系stars与电影（对象）myMovie相连的Star对象的集合 • myMovie.starNames(myStars)本身不返回任何值，但以参数myStars作为输出，返回电影对象myMovie中的影星姓名（集）

20. OQL路径表达式 • myMovie.ownedBy.name表示什么？

21. OQL中的查询表达式 • 具有类似SQL的Select-From-Where格式 Select m.year From Movies m //为什么是Movies ？ Where m.title = “Gone With the Wind” • 查询将产生对象的包（Bag）

22. OQL查询中消除重复 • 查询结果集是Bag，而不是Set，缺省为ALL • Distinct

23. OQL复杂的输出类型 • Select子句中的表达式 • 简单变量 • 任何表达式 Select Distinct Struct(star1:s1,star2:s2) From Stars s1,stars s2 Where s1.addr = s2.addr And s1.name < s2.name • Select star1:s1,star2:s2

24. OQL中的子查询 • 可在适于聚集的任何地方使用select-from-where表达式 • 可以出现在From中（如同SQL） Select Distinct s.name From (Select m From Movies m Where m.ownedBy.name = “Disney”) d, d.stars s

25. OQL对结果的排序 • 类似于SQL • Order By Select m From Movies m Where m.ownerdBy.name = “Disney” Order By m.length,m.title

26. OQL对结果的排序 (Select m From Movies m Where m.ownerdBy.name = “Disney” Order By m.length Desc ) [0:4]

27. OQL表达式的附加格式 • 表达式的构造形式 • 量词表达式 • 聚合表达式 • 分组表达式 • Having子句 • 集合运算

28. OQL表达式——量词表达式 • For All • 检测是否所有的集合成员都满足条件，返回True/False • For All x In S : C(x) • 集合S中的所有成员(每个x)均满足条件C(x) • 类似于SQL中的All

29. OQL表达式——量词表达式 • For All：仅在“Disney”公司的影片中出演的影星 Select s From Stars s WhereFor All m In s.starredIn : m.ownedBy.name=“Disney” relationship Set<Movie> starredIn inverse Movie::stars;

30. OQL表达式——量词表达式 • Exists • 检测是否至少有一个集合成员满足条件，返回True/False • Exists x In S : C(x) • 集合S中至少有一个成员(x)满足条件C(x) • 类似于SQL中的Exists

31. OQL表达式——量词表达式 • Exists：在“Disney”公司的影片中担任过角色的影星 Select s From Stars s WhereExists m In s.starredIn : m.ownedBy.name = “Disney” relationship Set<Movie> starredIn inverse Movie::stars;

32. OQL表达式——聚合表达式 • 聚合表达式，作用于其成员具有合适类型的聚集（Collection） • AVG //算术类型 • COUNT //任何聚集 • SUM //算术类型 • MIN //可比较类型 • MAX //可比较类型

33. OQL表达式——聚合表达式 Avg(Select m.length From Movies m)

34. OQL表达式——分组表达式 • Group By • 与SQL有些差异 Select std,yr, sumLength : SUM(Select p.m.length From partition p) From Movies m Group By std:m.ownedBy.name,yr:m.year

35. OQL表达式——分组表达式 • Group By • 格式： • Group By f1:e1,f2:e2,…,fn:en • 返回的是结构的集合 Struct(f1:v1,f2:v2,…,fn:vn,partition:P) • Select子句中的项，只能取自Group By结果中的域f1,f2,…,fn和partition

36. OQL表达式——分组表达式 Select Old,New, avgLength:Avg(Select p.m.length From partition p) From Movies m Group By Old:m.year <2000, New:m.year >= 2000

37. OQL表达式——Having子句 • Having子句与SQL类似 • 作用于partition，用来删除由Group By建立的某些组 • Having <条件> • 条件为True:输出 • 条件为False:不输出

38. OQL表达式——Having子句 Select std, yr, sumLength:SUM(Select p.m.length From partition p) From Movies m Group By std : m.ownedBy.name, yr : m.year Having SUM(Select p.m.length From partition p) > 120

39. OQL表达式——Having子句 Select std, yr, sumLength:SUM(Select p.m.length From partition p) From Movies m Group By std : m.ownedBy.name, yr : m.year Having Max(Select p.m.length From partition p) > 120

40. OQL表达式——集合运算符 • 并(Union)、交(Intersect)、差(Except)运算 • 集合？——含有Distinct • 包？——不含Distinct • OQL与SQL略有不同 • 可以是集合：参加运算的参数均为集合 • 也可以是包：参加运算的参数中包含包

41. OQL表达式——集合运算符 (Select Distinct m From Movies m,m.stars s Where s.name = “Harrison Ford”) Except (Select Distinct f From Movies f Where f.ownedBy.name = “Disney”)

42. OQL表达式——集合运算符 • 包的并、交、差规则 • 若x在B1中出现n1次，在B2中出现n2次 • B1B2中，x出现n1+n2次 • B1B2中，x出现min(n1+n2 )次 • B1B2中， • 若n1 <= n2，x出现0次 • 若n1 > n2，x出现n1 - n2次

43. Examples : ODL Interface A (extent Aext) { attribute string aName; relationship Set<B> myBs inverse B::myA;} Interface B (extent Bext) { attribute string bName; relationship A myA inverse A::myBs; relationship C myC inverse C::myBs;} Interface C (extent Cext) { attribute string cName; relationship Set<B> myBs inverse B::myC;}

44. Examples Q1: Select bb.myC.cName From Aext aa, aa.myBs bb Where aa.aName = “sue” Q2: Select bb.myC.cName From Bext bb Where bb.myA.aName = “sue”

45. Examples Q1: Select cc.cName From Cext cc, cc.myBs bb Where bb.myA.aName = “sue” Q2: Select cc.cName From Cext cc Where Exists bb In Bext : bb.myA.aName = “sue”

46. Examples Q1: Select x : COUNT(aa.myBs) From Aext aa Q2: Select x : COUNT(partition) From Bext bb Group By bb.myA

47. OQL中对象的赋值和建立 • ODL/OQL能很方便地与宿主语言衔接，混入宿主语言之中 • OOP的宿主语言，扩充了OQL的OOP

48. OQL编程——变量赋值 • OQL与OOP宿主语言体系是匹配的 • 直接可以使用OQL的结果对象 oldMovies = Select Distinct m From Movies m Where m.year < 1920 Set<Movie> oldMovies

49. 从聚集中提取元素 • OQL的结果集（即使只有一个对象） • 集合 • 包 • ELEMENT运算符 • 获得仅有单个对象的结果集中的成员 gwtw = ELEMENT(Select m From Movies m Where m.title = “Gone With the Wind”);

50. 获取聚集的每个成员 • 类似于SQL中的Cursor，但比Cursor便捷 • OQL结果集（集合或包）→列表 • OQL中的Order By使结果集成为列表 • 利用宿主语言的循环语句，逐个获取列表中的元素