ER图,对象联系图和类图的特征与比较

ER 图、对象联系图和类图的特征与比较
第一部分：简述 ER 图，对象联系图和类图的基本概念和特点 ER 图：
ER 图是用来表示实体联系模型(
Entity Relationship Model )的方式，这个模型可以直
接从现实世界中抽象出实体类型和实体间的联系。

举个例子来说。

ER 图的约定表示方法。

矩形框，表示实体类型(即考虑问题的对象) 菱形框，表示联系类型(即实体间的联系) 椭圆形框，表示实体类型和联系类型的属性(对于键的属性，在属性下面划一 条横线)
直线，联系类型与其涉及的实体类型之间用直线相连，用来表示他们之间的联 系，在直线
端部标注联系的种类(1:1,1:N,M:N ) 再通过一个例子来说明用 ER 图表示现实世界的特点：
1)考虑零件和工程的关系，零件可以服务于不同的工程，一个工程也需要各种不 同的零
件，因此，建模的时候零件和工程是一个多对多的联系。

a) b) c) d) J#、项目名称JNAME 、项目开工日期 DATE ；而part 的属性有零件号 P#、 零件名PNAME 、零件颜色 COLOR 以及零件重量 WEIGHT 。

联系类型
从上面的可以看出，ER 图作为对现实世界的抽象，可以很方便的表示出现实 中实体以及实体间的联系， 不同形状的框代表不同的概念，
让读者一目了然哪些是
实体，哪些是联系，哪些是属性。

实体间的数量对应关系也通过连线两端的数字记 号体现出来了。

可以说， ER 图是一种简洁的模拟现实世界的符号方法。

对象联系图：
使用类型构造图的思想， 可以把ER 图扩充成为对象联系图。

对象联系图可以完整地揭 示数据间的联系。

对象联系图有一下几个基本成分：
F 面对上述例子做一个说明，同时给出
(1) (2) (3)
(4) 首先确定实体类型，这个例子
中， 再确定联系类型，正如前面所述， 把实体类型和联系类型组合成 确定实体类型和联系类型的
实体只有两个，就是工程和零件
工程和零件的关系是 M:N 的关系
ER 图(见图1) 在这个例子中，Project 的属性有项目号
椭圆，表示对象类型（相当于 ER 图中的实体类型）
小圆圈，表示属性是基本数据类型（例如整型、实型、字符串型等） 椭圆之间的边，表示对象之间的嵌套或引用
单箭头（- >）表示属性值是单值（属性可以是基本数据类型， 也可以是另一个
对象类型，即元组类型）
双箭头（- >> ）表示属性是多值（属性可以是基本数据类型，也可以是另一个 对象类型，即关系类型）
双线箭头（= > ）表示对象类型之间的超类与子类联系（从子类指向超
类） 双向箭头（ <―― >）表示两个属性之间的联系为逆联系。

这里面有三个对象：学校、教师和教材，他们分别具有的属性可以分为两种， 一种是基本数据类型的属性，比如
University 的学校编号uno 、校名uname 和学校
所在城市city ，另一种是引用类型的属性 （这是ER 图所不能刻画的），如University 的staff 、p reside nt 等。

实体之间的联系通过椭圆之间的边表示， 由于在这个例子中 联系本身没有自己的属性，所以并没有出现联系对象。

可以发现，对象联系图相对ER 图来说略显复杂一些，因为它引入了引用类型 的属性，但是这也使得它的表现力强于 ER 图，能更好地描述现实的情况。

图的符
号表示方面，一方面秉承了 ER 图简明的风格，另一方面为了满足关系表述的要求， 添加了几个新的符
号，比如在表现数据的概化与特化的时候，用到了“=
> ”符号
（如图3所示）。

（6） （7）
F 面通过一个例子来看一看对象联系图的表示方法和特点:
面，
图2 一个对象联系图实例
类被表示为由三个部分组成的方框 上面部分给出了类的名称
中间部分给出了该类的单个对象的属性
下面部分给出了一些可以应用到这些对象的操作
关联是对类的实例之间联系的命名，相当于 ER 模型中的联系类型。

与联系有 关的内容有：
关联元数（degree ）:与关联有关的类的个数，亦称为度数 关联角色（role ）：关联的端部，也就是与关联相连的类。

角色名可以重新命 名，也
可以默认类的名字作为角色名
重复度（mult ip licity ）:就是在一个给定的联系中有多少对象参与，即关联角 色
的重复度
F 面通过和上面对象联系图一样的例子来进一步说明类图的特征：
同前面的实体联系图比较， 同一个问题，很明显，类图和实体联系图风格大不 一样，可以看到图给人的感觉更加紧凑，
属性被封装在类的方框里面，
同时提供了
类内部的操作（如 University 类中的num_staf ）。

在类之间的联系的表现方面，用 “ x …y”的形式表达一个类的对象数目的取值范围（即上面所说的重复度） ，例如
0…*就表示取值可以从 0到无穷大，关联线的两端都给出这样的表示， 就可以说明 类之
间的联系是1:N or N:1 or M:N 。

用类图表达关联类：
类图：
基于面向对象技术 UML （统一建模语言）的类图可以描述系统的静态结构，包括类和 类之间的联系。

类图和前面所说的 ER 图及对象联系图有着许多相似的地方，但是所用的术 语和符号不同。

下面的是 ER 图中术语和类图中术语的一个对照：
类图中的基本成分是类和关联： （1）
a) b) c) (2) c) a) b)
上面的那些关联并没有提及属性。

和ER图中联系可以有属性一样，类图中关联本
身也可以有属性或者自己的操作，这个时候就不能单纯地用上面的直线来表示关联了，而应该把关联模拟成“关联类”。

举个例子来说：在 ER模型中，学生与课程是一个多对多联系，其选课联系有一个属性
“成绩”。

我们也可以用类图来描述这样的实体和联系，如下图所示：
图中，学生
关联 Registration
因为也有自己的属性term 和 grade 以及操作 checkEligibility ，所以也把它表示成一个类，这就是"关联类”，用虚线与关联
类相连。

用类图表达聚合
聚合表达了成分对象和聚合对象之间的“is part of ”的联系。

在类图中聚合的一端
用空的菱形表示。

给出下面一个例子：
下图表示大学的聚合结构， University由AdminnistrativeUnit和School聚合而成。

在building和room之间联系的一端处的菱形不是空心的，它表示一种较强形式的聚合，
称为“复合”，复合中，一部分对象只属于一个整体对象，与整体对象共存亡。

图5用类图表达关联类
Student和课程Course表示成两个类，Student和Course之间的
图6用类图表达概化/特
用类图表达概化/特化
假设职员有三种：计时制职员、月薪制职员和顾问，他们的共享特征在Em ployee 超类中，自己的特有特征存储在相应的子类中，我们用类图来表示这样的联系，可以得
到下面的一张图：
Dep artme nt 图7用类图表达聚合
第二部分：比较3种图的优点和缺点，给出自己认为比较好的一种表示方法
在数据库技术中，概念建模走了一条“ ER 图— ＞对象联系图— ＞类图”的发展历程。

作为ER 图，它有连个明显的优点：一是接近于人的思维，容易被人所理解；二是与计 算机无
关，用户容易接受。

ER 图很好地表述了现实世界中的实体和实体间的联系，它能够
将实体的静态属性明确地表示出来， 另一方面又可以将实体间联系的动态属性表示出来， 并
且通过连接实体和联系的直线两端的联系种类
（即1:N,N:1,M:N ）来表述实体间联系的维度。

但是，ER 图也有其固有的弱点，它不能用来表示实体之间的嵌套和引用关系，也就是 说，它不能表达递归结构。

为了使我们的概化模型具有更强的表现力和灵活性， 随后提出了 “嵌套关系模型”和“引用类型”这样的概念，进而提出了“对象关系图” 。

因此，可以说，
对象关系图是ER 图的一个扩充，是面向对象数据结构的一种重要图例表示方法。

对象联系图使用了对象标识符，使得嵌套和递归成为可能。

因此对现实世界的描述方面 比ER 图更加的灵活。

从对象联系图所用的符号来说，也是非常简明扼要，秉承了 ER 图友 善易懂的特点，对每一个对象分别建模，给出他们的属性，并且通过各种有向箭头指出对象 之间的联系和联系类型，单双箭头的不同表示也很方便地取代了原来 ER 图中略显繁琐的
M:N 表达方法。

当然，更主要的是对象联系图引入了面向对象的思想，支持数据的概化和 特化，对象
类型分为子类型和超类型，
所以说，对象联系图不仅完整地揭示了数据之间地联
系，也把查询地层次观点表现得一清二楚。

这些都是 ER 图所不具备的性质。

UML 类图可以说是对象联系图的进一步发展，用面向对象的类的概念和类之间的联系 来描述现实世界。

和面向对象程序设计有很多的共同点，
有自己的类名，有类中的属性以及
相关的操作。

类图可以用一种更简洁的方式清晰地表示现实世界中对象的属性，而不必像 ER 图和实体联系图那样在实体或对象的外面另外附加若干属性框，这样，使得图形更加紧 凑明了。

类图提供对概化和特化的很好的支持，
并能表达聚合，这是前两类图所不具备的性
所以说类图为我们提供了一个强大而完善的表示现实世界的途径。

所以，我认
为，从完备性和灵
活性来说，类图是三种图中最好的用来模拟现实世界的方 因为现实世界往
往不是实体以及实体间联系的简单堆加，
实体间的联系可能是多种多样
有的实体间有着非常紧密的联系（比如一个是另一个的衍生）
，这个时候如果用 ER 图
20..*
Room
质。

法， 的， 表示，可能会引起冗余，而利用类图中继承的概念， 然而，或许，在一些简单的事务抽象中，我们没有必要去对问题作类图的抽象，用
可以非常方便的建模并且暗示这种关系。

ER 图反 用
第三
部
分：
综述
ER 图、对象联系图和类图都是模拟现实世界的有力工具，他们的特点各不相同，但是 总的思想是类似的， 都是把现实世界建模成对象实体和联系， 因此， 他们在大多数情况下的 表现力是相当的。

但是， ER 图只能表现实体间的二维联系，对概念分层的表现力不够，而对象联系图和 类图引入了面向对象的思想， 使得对现实世界的表现向三维发展， 继承和引用的方法让图的 表现力空前提高，弥补了 ER 图的缺憾。

以上是我自学关于面向对象数据库中对象类型图、 类图，以及根据原来对 ER 图的理解 的一些体会和想法。

其实有些地方自己还是不是很明白，希望通过交流可以把问题搞清楚。

酱紫。

0124096 许俭 2003-12-7
而可以简明扼要地把问题马上表述清楚，
所以我认为，对大型的复杂的现实抽象建模时,
类图比较合适，对一些非常简单的小型问题抽象建模时，也许用 ER 图更加经济一点。