《MySQL 简易速速上手小册》第2章：数据库设计最佳实践（2024 最新版）

news2024/11/28 3:50:48

在这里插入图片描述

文章目录

  • 2.1 规划高效的数据库架构
    • 2.1.1 基础知识
    • 2.1.2 重点案例：在线电商平台
    • 2.1.3 拓展案例 1：博客系统
    • 2.1.4 拓展案例 2：库存管理系统
  • 2.2 数据类型和表设计
    • 2.2.1 基础知识
    • 2.2.2 重点案例：个人健康记录应用
    • 2.2.3 拓展案例 1：图书管理系统
    • 2.2.4 拓展案例 2：员工管理系统：
  • 2.3 索引设计原则
    • 2.3.1 基础知识
    • 2.3.2 重点案例：电商平台的商品搜索优化
    • 2.3.3 拓展案例 1：博客平台的文章检索优化
    • 2.3.4 拓展案例 2：员工管理系统的数据查询优化

2.1 规划高效的数据库架构

在深入探索如何使用 Python 来实现高效的数据库架构之前，让我们先来建立一些基础。规划数据库架构是确保数据系统既高效又可扩展的关键步骤。这不仅涉及到选择合适的数据存储解决方案，还包括如何组织数据结构、定义数据之间的关系以及实现数据的整合和迁移。

2.1.1 基础知识

  • 了解业务需求：深入理解你的应用程序或系统的需求是规划数据库架构的第一步。这包括数据量预估、数据访问模式、事务处理需求等。
  • 选择数据库类型：根据需求选择适合的数据库类型，比如关系型数据库 (RDBMS) 如 MySQL，或非关系型数据库 (NoSQL) 如 MongoDB。
  • 数据建模：定义数据模型，包括实体、实体属性和实体之间的关系。这一步骤是设计高效架构的核心。
  • 规范化：通过规范化过程消除数据冗余，提高数据一致性。
  • 索引策略：合理使用索引可以大幅提高查询性能，但过多的索引会影响写操作的性能。

2.1.2 重点案例：在线电商平台

设想我们要为一个在线电商平台开发数据库架构。这个平台需要处理大量的商品信息、用户数据和交易记录。我们将使用 Python 和 MySQL 来实现。

  1. 业务需求分析：电商平台需要快速地查询商品信息，处理用户订单，并且能够扩展以支持不断增长的数据量。
  2. 数据建模：设计商品、用户和订单等实体及其属性。商品与订单之间是多对多的关系，因为一个订单可以包含多个商品，一个商品也可以属于多个订单。
  3. 使用 Python 连接 MySQL：使用 pymysql 或 MySQLdb 库来连接数据库，并执行 SQL 语句来创建表和索引。
import pymysql

# 连接 MySQL
conn = pymysql.connect(host='localhost', user='user', password='password', db='ecommerce_db')
try:
    with conn.cursor() as cursor:
        # 创建表
        cursor.execute("""
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS Products (
            ProductID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
            Name VARCHAR(255),
            Price DECIMAL(10, 2),
            Description TEXT,
            Stock INT
        )
        """)
finally:
    conn.close()

2.1.3 拓展案例 1：博客系统

为了支持一个内容丰富的博客系统，我们需要设计一个数据库来存储文章、评论和用户信息。使用 Python 来创建表，并确保文章和评论之间存在适当的关系。

# 假设已经建立了连接
with conn.cursor() as cursor:
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Posts (
        PostID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        Title VARCHAR(255),
        Content TEXT,
        AuthorID INT,
        PublishDate DATETIME
    )
    """)
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Comments (
        CommentID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        PostID INT,
        CommentText TEXT,
        AuthorID INT,
        PublishDate DATETIME,
        FOREIGN KEY (PostID) REFERENCES Posts(PostID)
    )
    """)

2.1.4 拓展案例 2：库存管理系统

在一个需要跟踪多个仓库存货的系统中，使用 Python 来设计和实现一个数据库，能够高效地查询和更新库存信息。考虑到仓库和商品之间的关系，以及库存变动的记录。

# 建立库存和仓库的表
with conn.cursor() as cursor:
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Warehouses (
        WarehouseID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        Location VARCHAR(255)
    )
   

 """)
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Inventory (
        InventoryID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        ProductID INT,
        WarehouseID INT,
        Quantity INT,
        FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products(ProductID),
        FOREIGN KEY (WarehouseID) REFERENCES Warehouses(WarehouseID)
    )
    """)

通过这些案例，我们不仅展示了如何规划和实现高效的数据库架构来满足不同的业务需求，还演示了如何使用 Python 来操作 MySQL 数据库，从而在实际生产环境中实现这些架构。这种方法确保了数据的高效管理和查询，为用户提供了强大的数据支持。

在这里插入图片描述

2.2 数据类型和表设计

深入了解数据类型和表设计是构建高效、可靠数据库系统的基石。正确选择数据类型和精心设计表不仅能提升数据存储效率，还能加快查询速度，确保数据的准确性和一致性。

2.2.1 基础知识

  • 数据类型：MySQL 提供了丰富的数据类型，包括数值类型（如 INT, DECIMAL）、字符串类型（如 VARCHAR, TEXT）、日期时间类型（如 DATE, DATETIME）等。正确选择数据类型对于优化存储空间、提高查询性能及保证数据准确性至关重要。
  • 表设计原则：
    • 规范化：通过规范化设计来避免数据冗余，提高数据一致性。规范化通常包括将表分解成较小、逻辑上相互关联的表。
    • 主键和外键：合理使用主键和外键来标识记录的唯一性以及不同表之间的关系。
    • 索引策略：合理地使用索引来提升查询速度，但需要注意索引也会增加插入、更新和删除操作的开销。

2.2.2 重点案例：个人健康记录应用

设计一个数据库来存储用户的个人健康记录，包括每日饮食、运动和体重变化。使用 Python 和 MySQL 实现这一功能。

  1. 确定数据结构：首先，确定需要存储的信息和相应的数据类型。例如，饮食记录可能需要存储食物名称（VARCHAR）、卡路里（INT）、食用时间（DATETIME）等。
  2. 使用 Python 创建表：利用 Python 的数据库库（如 pymysql）连接 MySQL，并创建相应的表。
import pymysql

conn = pymysql.connect(host='localhost', user='user', password='password', db='health_db')
try:
    with conn.cursor() as cursor:
        # 创建用户表
        cursor.execute("""
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS Users (
            UserID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
            Username VARCHAR(50),
            Email VARCHAR(50)
        )
        """)
        # 创建饮食记录表
        cursor.execute("""
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS DietRecords (
            RecordID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
            UserID INT,
            FoodName VARCHAR(255),
            Calories INT,
            RecordTime DATETIME,
            FOREIGN KEY (UserID) REFERENCES Users(UserID)
        )
        """)
finally:
    conn.close()

2.2.3 拓展案例 1：图书管理系统

设计一个用于图书馆图书管理的数据库，包括图书信息、借阅记录和读者信息。图书信息包括书名、作者、出版年份等，借阅记录包括借阅日期和归还日期。

# 假设已经建立连接
with conn.cursor() as cursor:
    # 创建图书表
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Books (
        BookID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        Title VARCHAR(255),
        Author VARCHAR(100),
        YearPublished YEAR
    )
    """)
    # 创建借阅记录表
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS BorrowRecords (
        RecordID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        BookID INT,
        UserID INT,
        BorrowDate DATE,
        ReturnDate DATE,
        FOREIGN KEY (BookID) REFERENCES Books(BookID),
        FOREIGN KEY (UserID) REFERENCES Users(UserID)
    )
    """)

2.2.4 拓展案例 2：员工管理系统：

为一家公司设计一个员工管理系统，包括员工基本信息、部门信息和工资记录。员工信息包括姓名、入职日期和部门ID，工资记录包括工资日期和金额。

# 建立部门和员工表
with conn.cursor() as cursor:
    # 创建部门表
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Departments (
        DepartmentID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        DepartmentName VARCHAR(255)


    )
    """)
    # 创建员工表
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Employees (
        EmployeeID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        Name VARCHAR(100),
        JoinDate DATE,
        DepartmentID INT,
        FOREIGN KEY (DepartmentID) REFERENCES Departments(DepartmentID)
    )
    """)
    # 创建工资记录表
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS Salaries (
        RecordID INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        EmployeeID INT,
        SalaryDate DATE,
        Amount DECIMAL(10, 2),
        FOREIGN KEY (EmployeeID) REFERENCES Employees(EmployeeID)
    )
    """)

通过这些案例，我们可以看到，合理选择数据类型和设计表对于构建高效、可维护的数据库系统至关重要。使用 Python 进行数据库设计和操作提供了强大的灵活性，使得开发者可以根据具体需求轻松实现复杂的数据结构和逻辑。

在这里插入图片描述

2.3 索引设计原则

在数据库系统中，索引是优化查询性能的关键工具。正确的索引设计可以显著减少数据检索时间，提高应用性能。然而，不当的索引设计可能导致资源浪费和性能下降。让我们先探讨一些索引设计的基础知识，然后通过实际案例学习如何在 Python 中应用这些原则。

2.3.1 基础知识

  • 索引的类型：最常用的索引类型包括主键索引、唯一索引、普通索引和全文索引。每种索引类型都有其特定的用途和性能影响。
  • 选择索引列：通常，应为查询中的 WHERE 子句、JOIN 操作的列以及具有高选择性的列创建索引。
  • 索引覆盖：当一个查询可以完全通过索引来解决，而无需访问表数据时，我们称之为索引覆盖，这可以极大地提高查询效率。
  • 避免过度索引：虽然索引可以提高查询速度，但每个额外的索引都需要占用空间，并且在插入、更新和删除操作时需要维护，这可能会降低这些操作的性能。

2.3.2 重点案例：电商平台的商品搜索优化

假设我们正在开发一个电商平台，并希望优化商品搜索的响应时间。商品信息存储在 MySQL 数据库中，我们需要频繁地根据商品名称、类别和价格进行搜索。

  1. 确定索引需求：分析查询模式，识别出最常用于搜索的列：商品名称、类别和价格。
  2. 使用 Python 创建索引：利用 Python 的 pymysql 库连接 MySQL 数据库，并为这些列创建索引。
import pymysql

conn = pymysql.connect(host='localhost', user='user', password='password', db='ecommerce')
try:
    with conn.cursor() as cursor:
        # 为商品名称、类别和价格创建索引
        cursor.execute("CREATE INDEX idx_name ON Products (Name)")
        cursor.execute("CREATE INDEX idx_category ON Products (Category)")
        cursor.execute("CREATE INDEX idx_price ON Products (Price)")
finally:
    conn.close()

2.3.3 拓展案例 1：博客平台的文章检索优化

对于一个内容管理系统（CMS），优化文章的检索是提高用户体验的关键。特别是，我们希望通过文章的标题和发布日期进行快速搜索。

# 假设数据库连接已建立
with conn.cursor() as cursor:
    # 为文章标题和发布日期创建索引
    cursor.execute("CREATE INDEX idx_title ON Posts (Title)")
    cursor.execute("CREATE INDEX idx_publish_date ON Posts (PublishDate)")

2.3.4 拓展案例 2：员工管理系统的数据查询优化

在一个大型企业的员工管理系统中，快速检索员工信息至关重要。常见的查询包括按员工姓名、部门和入职日期筛选员工。

# 假设数据库连接已建立
with conn.cursor() as cursor:
    # 为员工姓名、部门和入职日期创建索引
    cursor.execute("CREATE INDEX idx_employee_name ON Employees (Name)")
    cursor.execute("CREATE INDEX idx_department ON Employees (DepartmentID)")
    cursor.execute("CREATE INDEX idx_join_date ON Employees (JoinDate)")

通过以上案例，我们展示了如何根据实际查询需求在 Python 中设计和实现有效的索引策略。这些策略旨在提高数据库查询的性能，从而提升整体应用的响应速度和用户满意度。正确的索引设计是数据库优化的关键环节，需要根据具体的应用场景和数据访问模式进行仔细规划和调整。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1441109.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

数字信号处理 试题 复盘解答（八）

数字信号处理 试题 复盘解答（八）

数字信号处理 试题 复盘解答（八） ps:仅 用作复盘 和回顾知识点，如果有疑问或者错误请提出。 涉及年份 ：19 - 21年 六、 个人感觉缺少条件 七、 使用双线性变换法对一个最小相位模拟滤波器进行数字化得到的数字滤波器一般来说不再…
阅读更多...
牛客网SQL进阶127： 月总刷题数和日均刷题数

牛客网SQL进阶127： 月总刷题数和日均刷题数

官网链接： 月总刷题数和日均刷题数_牛客题霸_牛客网现有一张题目练习记录表practice_record，示例内容如下：。题目来自【牛客题霸】https://www.nowcoder.com/practice/f6b4770f453d4163acc419e3d19e6746?tpId240 0 问题描述 基于练习记录表…
阅读更多...
app逆向-android-studio安装使用教程

app逆向-android-studio安装使用教程

Android Studio 是谷歌推出的一个Android集成开发工具，基于IntelliJ IDEA. 类似 Eclipse ADT，Android Studio 提供了集成的 Android 开发工具用于开发和调试。 android-studio下载地址：https://developer.android.com/studio/archive androi…
阅读更多...
第59讲订单数据下拉实现

第59讲订单数据下拉实现

import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.pagination.Page;/*** 订单查询 type值 0 全部订单 1待付款 2 待收货 3 退款/退货* param type* return*/RequestMapping("/list")public R list(Integer type,Integer page,Integer pageSize){System.out.pri…
阅读更多...
Flink从入门到实践（二）：Flink DataStream API

Flink从入门到实践（二）：Flink DataStream API

文章目录 系列文章索引三、DataStream API1、官网2、获取执行环境（Environment）3、数据接入（Source）（1）总览（2）代码实例（1.18版本已过时的）（3&…
阅读更多...
服务器与电脑的区别?

服务器与电脑的区别?

目录 一、什么是服务器 二、什么是电脑 三、服务器和电脑的区别 一、什么是服务器 服务器是指一种专门提供计算和存储资源、运行特定软件服务的物理或虚拟计算机。服务器主要用于接受和处理来自客户端（如个人电脑、手机等）的请求，并向客户…
阅读更多...
制作耳机壳的UV树脂和塑料材质相比优势有哪些？

制作耳机壳的UV树脂和塑料材质相比优势有哪些？

制作耳机壳的UV树脂相比塑料材质有以下优势： 高强度与耐磨性：UV树脂具有高强度和耐磨性，能够更好地保护耳机内部零件，延长耳机使用寿命。相比之下，塑料材质可能较易磨损或刮伤。耐高温：UV树脂具有较好的耐…
阅读更多...
【Web】vulhub Shiro-550反序列化漏洞复现学习笔记

【Web】vulhub Shiro-550反序列化漏洞复现学习笔记

目录 Shiro简介 复现流程 工具一把梭 半脚本半手动 原理分析 反序列化入口 常见的key 登录过程 验证过程 利用原理 Shiro简介 Apache Shiro 是一个强大且易于使用的 Java 安全框架，用于身份验证、授权、加密和会话管理等安全功能。Shiro 的设计目标是简单…
阅读更多...
什么是向量数据库？为什么向量数据库对LLM很重要？

什么是向量数据库？为什么向量数据库对LLM很重要？

由于我们目前生活在人工智能革命之中，重要的是要了解许多新应用程序都依赖于向量嵌入（vector embedding）。因此，有必要了解向量数据库以及它们对 LLM 的重要性。 我们首先定义向量嵌入。向量嵌入是一种携带语义信息的数据表示形式…
阅读更多...
springboot172基于springboot的二手车交易系统的设计与实现

springboot172基于springboot的二手车交易系统的设计与实现

二手车交易系统的设计与实现 摘 要 如今社会上各行各业，都喜欢用自己行业的专属软件工作，互联网发展到这个时候，人们已经发现离不开了互联网。新技术的产生，往往能解决一些老技术的弊端问题。因为传统二手车交易信息管理难度大&…
阅读更多...
armbian ddns

armbian ddns

参考https://mp.weixin.qq.com/s/0Uu_nbGH_W6vAYHPH4kHqg Releases jeessy2/ddns-go GitHub mkdir -p /usr/local/ddns-go cd /usr/local/ddns-gowget https://github.com/jeessy2/ddns-go/releases/download/v6.1.1/ddns-go_6.1.1_freebsd_armv7.tar.gztar zxvf ddns-go_…
阅读更多...
【XR806开发板试用】轻松连上华为云实现物联网

【XR806开发板试用】轻松连上华为云实现物联网

本文为极术社区XR806试用活动文章。 一.开始 偶然的机会在网上看到了鸿蒙开发板的试用,作为一个"老鸿蒙"岂能放弃这个机会,报名之后不出意料地得到了使用名额,在此感谢极术社区. 收到开发板之后其实还有点失望了,就那么一个小小的核心板,其他啥也没有,连一根数据线…
阅读更多...
【PyQt】08 - 编辑Tab顺序

【PyQt】08 - 编辑Tab顺序

文章目录 前言一、Tab顺序二、编辑Tab顺序总结 前言 介绍了什么是Tab顺序，以及如何修改Tab顺序。 一、Tab顺序 当你的界面设计好之后，在输入栏按住Tab按键，他会按照你摆放的顺序一次转跳 二、编辑Tab顺序 方法一 然后鼠标左击就可以改变…
阅读更多...
CTFshow web(php命令执行 45-49）

CTFshow web(php命令执行 45-49）

基础知识&#xff1a; 1.绕过cat使用&#xff1a; tac more less head tac tail nl od(二进制查看) vi vim sort uniq rev 2.绕过空格用&#xff1a; %09 <> ${IFS} $IFS$ {cat,fl*} %20 注&#xff1a; %09 ##&#xff08;Tab&#xff09; %20 ##&#xff08;spa…
阅读更多...
Swift Combine 发布者publisher的生命周期 从入门到精通四

Swift Combine 发布者publisher的生命周期 从入门到精通四

Combine 系列 Swift Combine 从入门到精通一Swift Combine 发布者订阅者操作者 从入门到精通二Swift Combine 管道 从入门到精通三 1. 发布者和订阅者的生命周期 订阅者和发布者以明确定义的顺序进行通信&#xff0c;因此使得它们具有从开始到结束的生命周期&#xff1a; …
阅读更多...
MATLAB环境下基于深层小波时间散射网络的ECG信号分类

MATLAB环境下基于深层小波时间散射网络的ECG信号分类

2012年&#xff0c;法国工程学院院士Mallat教授深受深度学习结构框架思想的启发&#xff0c;提出了基于小波变换的小波时间散射网络&#xff0c;并以此构造了小波时间散射网络。 小波时间散射网络的结构类似于深度卷积神经网络&#xff0c;不同的是其滤波器是预先确定好的小波…
阅读更多...
Postman(接口测试工具)，什么是Postman接口

Postman(接口测试工具)，什么是Postman接口

目录 一.基本介绍 Postman 是什么Postman 快速入门快速入门需求说明 二.Postman 完成 Controller 层测试 需要的代码&#xff1a; Java类request.jspsuccess.jsp1. 完成请求2. 完成请求3. 完成请求4. 完成请求5. 完成请求 三.发送join 目录 一.基本介绍 Postman 是什么 …
阅读更多...
Redis核心技术与实战【学习笔记】 - 31.番外篇：Redis客户端如何与服务器端交换命令和数据

Redis核心技术与实战【学习笔记】 - 31.番外篇：Redis客户端如何与服务器端交换命令和数据

简述 Redis 使用 RESP 协议&#xff08;Redis Serialzation Protocol&#xff09;协议定义了客户端和服务器端交互的命令、数据的编码格式。在 Redis 2.0 版本中&#xff0c;RESP 协议正式称为客户端和服务器端的标准通信协议。从 Redis 2.0 到 Redis 5.0 &#xff0c;RESP 协…
阅读更多...
电脑通电自启动设置

电脑通电自启动设置

首先要进入BIOS&#xff0c;以华硕为例&#xff0c;按下电源键&#xff0c;在开机之前按下delete键&#xff0c;其他电脑可能是esc或者某个f键&#xff0c;请自行查找。 进入BIOS后要找到电源管理&#xff0c;可以在高级选项中找一找&#xff0c;如上图右下角选择高级模式。 …
阅读更多...
机器学习10-特征缩放

机器学习10-特征缩放

特征缩放的目的是确保不同特征的数值范围相近&#xff0c;使得模型在训练过程中更加稳定&#xff0c;加速模型收敛&#xff0c;提高模型性能。具体而言&#xff0c;零均值和单位方差的目标有以下几点好处&#xff1a; 1. 均值为零&#xff08;Zero Mean&#xff09;&#xff1a…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023