資料庫基礎¶

開始之前¶

任務目標

在這個章節中，我們會完成：

了解資料庫的基本概念
了解資料庫正規化
了解資料庫關聯類型

什麼是資料庫？¶

資料庫（Database）是用來儲存和管理資料的系統。你可以把它想像成一個電子化的檔案櫃，可以有效地儲存、查詢和管理大量資料。

關聯式資料庫¶

Django 預設使用關聯式資料庫（Relational Database），資料以表格（Table）的形式儲存：

id	name	email	created_at
1	Alice	[email protected]	2024-01-01
2	Bob	[email protected]	2024-01-02
3	Charlie	[email protected]	2024-01-03

Table（資料表）：儲存同一類型資料的容器（如：users、articles）
Column（欄位）：資料的屬性（如：name、email）
Row（列）：一筆完整的資料記錄
Primary Key（主鍵）：唯一識別每筆資料的欄位（通常是 id）

常見的關聯式資料庫¶

資料庫	說明
SQLite	輕量級，檔案型資料庫，Django 預設使用
PostgreSQL	功能強大，適合正式環境
MySQL	廣泛使用，效能良好
MariaDB	MySQL 的開源分支

Django 預設使用 SQLite

Django 專案預設使用 SQLite，資料儲存在 db.sqlite3 檔案中。對於開發和小型專案來說非常方便，不需要額外安裝資料庫伺服器。但他畢竟還是一個檔案不一定適合用在正式環境。

資料庫正規化¶

正規化（Normalization）是設計資料庫時的重要原則，目的是減少資料重複、提高資料一致性。

為什麼需要正規化？¶

假設我們有一個訂單表，沒有正規化的設計：

order_id	customer_name	customer_email	product_name	product_price
1	Alice	[email protected]	iPhone	30000
2	Alice	[email protected]	MacBook	50000
3	Bob	[email protected]	iPhone	30000

問題：

Alice 的資料重複了兩次
iPhone 的價格重複了兩次
如果要更新 Alice 的 email，需要更新多筆資料

正規化後的設計¶

將資料拆分成多個表：

customers 表

id	name	email
1	Alice	[email protected]
2	Bob	[email protected]

products 表

id	name	price
1	iPhone	30000
2	MacBook	50000

orders 表

id	customer_id	product_id
1	1	1
2	1	2
3	2	1

優點：

每個資料只儲存一次
更新資料只需要改一個地方
資料一致性更好

正規化的等級¶

等級	說明
1NF	每個欄位只包含原子值（不可再分割）
2NF	符合 1NF + 非主鍵欄位完全依賴主鍵
3NF	符合 2NF + 非主鍵欄位不依賴其他非主鍵欄位

實務建議

在實務上，通常達到 3NF 就足夠了。過度正規化可能導致查詢需要太多 JOIN，影響效能。

資料庫關聯¶

資料表之間可以建立關聯（Relationship），這是關聯式資料庫的核心特性。

一對一（One-to-One）¶

一筆資料對應另一筆資料。

例如：一個使用者對應一個個人檔案

erDiagram
    User ||--|| Profile : has
    User {
        int id PK
        string username
        string email
    }
    Profile {
        int id PK
        int user_id FK
        string bio
        string avatar
    }

一對多（One-to-Many）¶

一筆資料對應多筆資料。

例如：一個作者可以有多篇文章

erDiagram
    Author ||--o{ Article : writes
    Author {
        int id PK
        string name
    }
    Article {
        int id PK
        int author_id FK
        string title
        text content
    }

多對多（Many-to-Many）¶

多筆資料對應多筆資料。

例如：一篇文章可以有多個標籤，一個標籤也可以對應多篇文章

erDiagram
    Article ||--o{ ArticleTag : has
    Tag ||--o{ ArticleTag : has
    Article {
        int id PK
        string title
    }
    Tag {
        int id PK
        string name
    }
    ArticleTag {
        int id PK
        int article_id FK
        int tag_id FK
    }

多對多關聯需要一個中間表（Junction Table）來連接兩個表。

任務結束¶

完成！

恭喜你完成了這個章節！現在你已經：

了解資料庫的基本概念
了解資料庫正規化
了解資料庫關聯類型