Цель работы. *

1. Операции определения структуры объектов. *

2. Объединение объектов. *

3. Пересечение объектов. *

4. Свойства операций объединения и пересечения объектов. *

Заменить таблично-ориентированный язык обращения к базам данных SQL на объектно-ориентированный язык O(bject)SQL.

Требования к новому языку:

1. Поддержка объектной ориентированности.
2. Полнота функций. Возможности нового языка должны включать возможности старого.
3. Конструкции языка должны удовлетворять свойствам:

• Коммутативность (1.1)
• Ассоциативность (1.2)
• дистрибутивность (1.3)

1. Обеспечение большей простоты и наглядности формирования структур данных по сравнению с SQL.

Данные в объектном программировании можно представить в виде дерева рис.В.1:

Рис.В.1 Граф молочных продуктов.

Свойства объекта:

1. Поколение. Желтый = 0, зеленый = 1 и т.д.
2. Переменные. Каждый объект наследует переменные предка и добавляет свои собственные.

Задача: сформулировать правила, операции над объектами, которые порождают другие объекты.

Структура графа объектов и самих объектов может быть неизвестна. Для ее определения нужно ввести операции перемещения по разным уровням иерархии дерева (вверх-вниз) и перемещения по объектам в пределах одного уровня иерархии (по горизонтали). Для определения внутренней структуры объекта вводится дополнительный метод.

Эта операция предназначена для перемещения по разным уровням иерархии дерева объектов. Метод взятия уровня иерархии (поколения): поколение (относительный номер)

Для какого-то экземпляра объекта 3 творог определим операции:

ob(3).поколение(0) = È ob(творог) (все экземпляры объекта творог)

ob(3).поколение(- 1) = È ob(молочные продукты) (все экземпляры родительского объекта, если они существуют, иначе Æ )

ob(3).поколение(+1) = È ob(пачка йогурта) + È ob(пачка творога) (объединение всех экземпляров объектов дети)

ob(3).поколение(- 2) = Æ (выше корня дерева никого нет)

ob(3).поколение(+2) = Æ (ниже нижнего уровня никого нет)

Операция выбора ближайшего объекта внутри одного уровня иерархии.

Для какого-то экземпляра объекта 3 творог определим операции:

ob(3).сосед(0) = È ob(творог) (все экземпляры объекта творог)

ob(3). сосед (+1) = È ob(кефир) (все экземпляры объекта кефир, если они есть)

ob(3). сосед (+2) =Æ (других объектов на 2-ом уровне нет)

ob(3). сосед (- 1) =Æ (других объектов нет)

У объекта есть свойства – переменные, которые имеют определенный тип и значение.

Для какого-то одного или группы È экземпляров объекта 3 творог определим операции:

È ob(3). структура =

1. переменная жирность, тип double, значение = 10,2
2. переменная содерж.сахара, тип integer, значение = 20

Операция объединения объектов соответствует созданию таблицы добавлением в нее строк.

При объединении 2-х простых объектов из одного класса получается составной (одномерный массив) объект, который включает в себя все переменные простых объектов. Операция объединения 2-х объектов обозначается знаком “+”.

Пример 2.1.

Объединить три экземпляра объектов пачка творога с одинаковой жирностью, содерж.сахара, но разным весом:

ob(творог).вес 100 + ob(творог).вес 200 + ob(творог).вес 100 = составной объект из двух экземпляров:

Табл.2.1 Составной объект пачка творога.

Порядок элементов массива не рассматриваем для обеспечения коммутативности операции объединения.

Объединение всех экземпляров объекта обозначается символом È . Подмножество элементов составного объекта объединение с определенным значением переменной обозначим так:

È ob.переменная=значение

При объединении 2-х простых объектов из разных классов получается простой объект с общим набором переменных.

Пример 2.2.

Объединить по одному экземпляру объектов пачка йогурта и пачка творога.

ob(йогурт) + ob(творог) = простой объект

объект с переменными:

При объединении составных объектов получается составной объект (одномерный массив), в котором каждому элементу одного объекта соответствуют все элементы другого (декартово произведение).

Пример 2.3.

Объединить все объекты (всего 2 штуки) пачка йогурта и все объекты (всего 2 штуки) пачка творога:

È ob(пачка_йогурта) + È ob(пачка_ творога) = составной объект

Если значения всех переменных составных объектов отличаются, то получится объект с 4 элементами Табл.2.2:

Табл.2.2 Результат объединения.

В случае, когда один объект является родительским по отношению к другому, например, объект творог по отношению к объекту пачка творога, то возможно уменьшение количества элементов составного объекта из-за совпадения значений переменных.

Операция пересечения объектов соответствует выбору из таблицы совпадающих строк.

При пересечении 2-х объектов из одного класса получается тот же объект, если экземпляры класса имеют одинаковые значения всех переменных. Операция пересечения 2-х объектов обозначается знаком “´ ”.

Пересечение 2-х объектов пачка творога с одинаковыми переменными:

Если экземпляры класса имеют различные переменные, то пересечение равно Æ (пустое множество).

ob(пачка_творога).вес 100г., жирность10% ´ ob(пачка_творога).вес 200 г., жирность10% = Æ

Пересечение всех экземпляров объекта обозначается символом Ç .

Пересечение разнородных простых объектов дает простой объект, который включает одинаковые переменные, имеющиеся в каждом объекте (родительский объект):

Пример 3.2.

Общий родитель для пачки йогурта и пачки творога – это объект творог. Если нет общих родителей или родительские объекты разные, то пересечение = Æ .

Пересечение разнородных составных объектов дает составной объект, который включает переменные, имеющиеся в каждом объекте (родительский объект):

Пример 3.3.

Вычислить пересечение 2-х составных объектов: 2 пачки йогурта и 2 пачки творога табл.3.1:

Табл.3.1 Два составных объекта.

[È ob(пачка_йогурта)] Ç [ È ob(пачка_ творога) ] = составной объект

Результат пересечения показан в табл.3.2:

Табл.3.2 Результат пересечения.

Введенные операции объединения и пересечения объектов обладают свойствами (1.1-1.3).

Реляционность или целостность данных, поддерживается в SQL таблицах с помощью ключей и индексов. В OSQL целостность данных обеспечивается наследованием. Вы не можете создать экземпляр объекта производного класса, пока не создадите экземпляры родительских классов.

Простые таблицы в SQL базах данных соответствуют объединению экземпляров одного класса. Сложные объединения таблиц соответствуют комбинации объединений, пересечений, выбора поколений экземпляров объектов из одинаковых и разных классов.

Свяжем 2 таблицы с помощью языка SQL. В табл.4.1 содержится информация об авторах книг.

Табл.4.1 Авторы.

В табл.4.2 содержится информация о книгах.

Табл.4.2 Книги.

Оператор SQL выбирающий из 2-х таблиц все книги Иванова:

SELECT авторы. Фамилия, книги.Название FROM авторы, книги

WHERE авторы. Фамилия = книги.Автор AND авторы. Фамилия =’Иванов’

В результате получим табл.4.3:

Табл.4.3 Результат выборки.

Сделаем тоже на OSQL. Выберем все книги Иванова с помощью языка OSQL. Табл.4.1 соответствует 3-ем экземплярам класса Авторы. Табл.4.2 соответствует 3 экземплярам класса Книги. Класс Авторы является родительским по отношению к классу Книги, т.к. один автор может написать несколько книг, см.рис.4.1:

Рис.4.1 Граф объектов Авторы, Книги.

1-ый способ. Оператор OSQL выбирающий все книги Иванова с помощью поиска экземпляра объекта Иванов и операции выбора поколения (п.1):

Авторы(Иванов, поколение=+1)

2-ой способ. Оператор OSQL выбирающий все книги Иванова с помощью операции пересечения È и объединения Ç объектов (п.2,3):

(Авторы(Иванов) Ç (È Книги)

Запись в терминах теории множеств (объединение и пересечение) интуитивно понятна: взять все È книги и поискать Ç нужного автора.

Свяжем 3 таблицы с помощью языка SQL. В табл.4.1 содержится информация об авторах книг.

Табл.4.4 Авторы.

В табл.4.2 содержится информация о книгах, связанная с таблицей Авторы по ключу ID_автор и таблицей Издательства по ключу ID_издательство.

Табл.4.5 Книги.

Табл.4.6 Издательства.

Рис.4.2 Таблицы в виде 3-х объектов.

А) Оператор SQL выбирающий из таблиц все книги Иванова:

SELECT авторы. Фамилия, книги.Название FROM авторы, книги

WHERE авторы. ID_автор = книги. ID_автор AND авторы. Фамилия =’Иванов’

В результате получим табл.4.7:

Табл.4.7 Результат выборки.

Оператор OSQL выбирающий все книги Иванова с помощью операции пересечения È и объединения Ç объектов по переменной, указанной в скобках :

[(È Авторы) Ç (È Книги)]. Авторы.Фамилия = “Иванов”

1. Взять все книги: È Книги
2. Взять всех авторов: È Авторы
3. Пересечься между ними: (È Авторы) Ç (È Книги)
4. Выбрать из массива составного объекта элементы, соответствующие Фамилии Иванов: [сост.объект]. Авторы.Фамилия = “Иванов”

Б) Оператор SQL выбирающий книги Иванова, напечатанные в издательстве Толстой и К° :

SELECT авторы. Фамилия, книги.Название FROM авторы, книги, издательства

WHERE (авторы. ID_автор = книги. ID_автор) AND (книги. ID_издательство= издательства. ID_издательство) AND авторы. Фамилия =’Иванов’ AND издательства. Название=’ Толстой и К° ’

В результате получим табл.4.8:

Табл.4.8 Результат выборки.

Оператор OSQL выбирающий книги Иванова, напечатанные в издательстве Толстой и К° :

[(È Издательства) Ç ([(È Авторы) Ç (È Книги)]. Авторы.Фамилия = “Иванов”]). издательства. Название=”Толстой и К”

1. Взять все книги: È Книги
2. Взять всех авторов: È Авторы
3. Пересечься между ними: (È Авторы) Ç (È Книги)
4. Выбрать из массива составного объекта элементы, соответствующие Фамилии Иванов: сост.объект1= [сост.объект]. Авторы.Фамилия = “Иванов”
5. Взять все издательства: È Издательства
6. Пересечься с составным объектом1: сост.объект2=(È Издательства) Ç сост.объект1
7. Выбрать из массива составного объекта2 элементы, соответствующие издательству Толстой и К° : [сост.объект2]. издательства. Название=”Толстой и К”