Relação um-para-muitos em bancos de dados: Um guia completo

Neste tutorial, vou explicar o que é a relação um-para-muitos, como implementá-la no design de bancos de dados e as melhores práticas a seguir para manter seus bancos de dados escaláveis e eficientes.

Se você está começando como engenheiro de banco de dados, recomendo fazer nosso Introdução a bancos de dados relacionais em SQL e Design de Banco de Dados para aprender a criar relações ao definir o esquema do seu banco de dados.

O que é uma relação um-para-muitos?

Uma relação um-para-muitos (1:N) é quando um registro em uma tabela pode ser conectado a vários registros em outra tabela. Em termos simples, isso quer dizer que uma coisa existe uma vez, mas pode estar ligada a várias outras coisas relacionadas.

Por exemplo, um único cliente pode fazer vários pedidos, mas cada pedido pertence a apenas um cliente.

Você vai ver muitas vezes relações um-para-muitos descritas usando essas terminologias:

• Tabela pai: Uma tabela que tem o registro “um”
• Mesa infantil: Uma tabela que tem vários registros

No nosso exemplo, o registro do cliente vai estar na tabela pai e a tabela de pedidos vai estar na tabela filho.

Entendendo a cardinalidade em relações um-para-muitos

A cardinalidade mostra quantos registros podem ser conectados entre duas tabelas. Responde a perguntas como: 

• Quantos pedidos um cliente pode fazer?
• Um cliente pode existir sem nenhum pedido?

As relações um-para-muitos são assimétricas, o que significa que as regras são diferentes em cada tabela. Na tabela pai, um único registro pode estar relacionado a vários registros, enquanto na tabela filho, cada registro pode estar relacionado a apenas um registro.

A cardinalidade também inclui limites mínimos e máximos, onde:

• Cardinalidade mínima: O menor número de registros relacionados permitido.
• Cardinalidade máxima: Os registros mais relacionados permitidos.

Por exemplo, um cliente pode ter zero ou muitos pedidos, mas um pedido deve pertencer a exatamente um cliente.

Essas regras influenciam o design das tabelas, indicando se determinados campos podem ficar em branco e com que rigor o banco de dados impõe as relações.

Visualizando relações um-para-muitos com diagramas ER

No design de bancos de dados, um diagrama Entidade-Relacionamento (ER) é uma forma visual de mostrar tabelas (entidades), como elas estão conectadas (relacionamentos) e quantos registros podem ser vinculados (cardinalidade).

Notação do diagrama ER

A maioria dos diagramas ER usa símbolos específicos nas extremidades das linhas que conectam suas tabelas para indicar exatamente qual é a relação entre elas. Abaixo estão as ideias visuais mais comuns para:

• Entidades: Desenhados como retângulos para representar tabelas como Customers ou Orders.
• Relacionamentos: Mostrado como linhas que conectam entidades para indicar como elas se relacionam entre si.
• Símbolos de cardinalidade: O número 1 ou uma linha única representa o uno, enquanto ∞, *, ou um pé de galinha, representa as muitas relações.

Exemplo simples de diagrama ER

O exemplo abaixo mostra a relação entre a tabela Customers e a tabela Orders. A relação um-para-muitos mostra que um cliente pode ter várias encomendas, mas cada encomenda pertence a um único cliente. A tabela " CustomerID " aparece na tabela " Orders " para conectá-la de volta à tabela " Customers ".

Exemplos comuns de relações um-para-muitos

Aqui estão alguns exemplos de situações em que você pode se deparar com relações um-para-muitos:

• Autor → Livros: Um autor pode escrever vários livros, mas cada livro tem um único autor (em um design simples).
• Departamento → Funcionários: Um departamento pode ter muitos funcionários, mas cada funcionário pertence a um departamento.
• Categoria → Produtos: Uma categoria pode ter vários produtos, mas cada produto só pode estar em uma categoria.

Implementando uma relação um-para-muitos em um banco de dados relacional

As relações um-para-muitos são implementadas usando chaves primárias e chaves estrangeiras. Nesta seção, vou mostrar como essas restrições ajudam a garantir a integridade dos dados nos bancos de dados.

Chaves primárias e estrangeiras

A chave primária é uma coluna que identifica de forma única cada linha em uma tabela, enquanto a chave estrangeira é um campo ou conjunto de campos em uma tabela que se refere à chave primária em outra tabela.

Em uma relação um-para-muitos, o lado “um” tem uma chave primária, e a tabela “muitos” guarda essa chave como uma chave estrangeira. A chave estrangeira cria então a ligação entre as duas tabelas e garante que cada registro no lado “muitos” aponte para um registro válido no lado “um”.

Exemplo básico de SQL

Vamos ver como você criaria uma relação um-para-muitos no SQL usando o exemplo abaixo.

Você vai criar a tabela Customers, onde CustomerID identifica cada cliente de forma única. Essa é a tabela principal.

-- Create Customers table with CustomerID as primary key
CREATE TABLE Customers (
    CustomerID INT PRIMARY KEY,
    CustomerName VARCHAR(100)
);

Agora crie a tabela Orders, onde CustomerID é uma chave estrangeira. Nesta tabela, cada pedido faz referência a exatamente um cliente e é a tabela secundária.

-- Create Orders table with CustomerID as a foreign key
CREATE TABLE Orders (
    OrderID INT PRIMARY KEY,
    OrderDate DATE,
    CustomerID INT,
    FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
);

Um para muitos vs. Relações muitos-para-muitos

Entender a diferença entrerelações um-para-muitose muitos-para-muitos é importante para o design correto do banco de dados. A tabela abaixo mostra essas diferenças:

É importante notar que bancos de dados relacionaisnão podem armazenar diretamente relações muitos-para-muitos usando uma única chave estrangeira. Em vez disso, eles usam uma tabela de junção (também chamada de tabela de conexão ou ponte).

Por exemplo, você pode relacionar com segurança os registros da tabela ` Students ` à tabela ` Courses ` usando a tabela ` Enrollments ` como tabela de junção. A tabela de junção divide a relação muitos-para-muitos em duas relações um-para-muitos, por isso guarda chaves estrangeiras para ambas as tabelas. Esse design ajuda na normalização do banco de dados. normalização, mantendo a eficiência.

Recomendo fazer nosso Joining Data in SQL para aprender os diferentes tipos de junções em SQL e como trabalhar com diferentes tabelas relacionadas no banco de dados.

Erros comuns com relações um-para-muitos

Aqui estão alguns dos problemas mais comuns que você pode encontrar em relações um-para-muitos e como resolver:

• Colocando a chave estrangeira na tabela errada: Quando você guarda a chave estrangeira na tabela “one” em vez da tabela “many”, acaba guardando vários valores em uma coluna ou repetindo colunas, o que quebra a normalização e dificulta a consulta. Para resolver esse problema, coloque sempre a chave estrangeira no lado múltiplo da relação.
• Confundindo um-para-muitos com muitos-para-muitos: Se você modelar um relacionamento como um-para-muitos quando ambos os lados podem realmente ter vários registros relacionados, isso pode levar à perda de dados, linhas duplicadas ou designs rígidos que não podem crescer com os requisitos. Para resolver esse problema, sempre veja se um registro filho pode ter vários registros e, se sim, use uma tabela de junção.
• Permitindo registros órfãos sem querer: Deixar registros filhos existirem sem um registro pai válido pode criar dados inconsistentes, como pedidos sem cliente ou funcionários sem departamento. Pra resolver isso, usa restrições de chave estrangeira como ON DELETE CASCADE, para que o banco de dados imponha relações válidas automaticamente.

Melhores práticas para projetar relações um-para-muitos

Recomendo as seguintes práticas recomendadas como um guia para ajudá-lo a projetar relações um-para-muitos eficientes e escaláveis:

• Use nomes claros e consistentes: Dê nomes previsíveis às chaves primárias, como CustomerID e OrderID. Uma nomenclatura clara torna as relações óbvias sem diagramas e é útil ao combinar nomes de chaves estrangeiras com a chave primária referenciada.

• Aplicar restrições de chave estrangeira: Use chaves estrangeiras para permitir que o banco de dados proteja a integridade dos dados e evite registros inválidos ou órfãos, especialmente à medida que seus dados crescem.

• Pense no comportamento de exclusão desde o início: Você pode decidir o que deve acontecer com os registros filhos quando um pai é excluído, pra evitar perda acidental de dados ou referências quebradas. Por exemplo, CASCADE garante que todos os registros filhos sejam excluídos quando o registro pai for excluído.

• Mantenha os designs simples: Evite sempre tabelas desnecessárias ou relações complexas e mantenha seu projeto no modelo que você precisa agora, não em casos hipotéticos futuros. Lembre-se de que designs simples são mais fáceis de manter, explicar e ampliar.

Conclusão

Uma relação um-para-muitos mostra como um único registro em uma tabela pode estar ligado a vários registros em outra, enquanto cada um desses registros relacionados pertence a apenas um pai. Esse padrão é fundamental no design de bancos de dados relacionais, porque mantém os dados organizados e evita duplicações desnecessárias.

Eu recomendo nosso engenheiro de dados associado em SQL programa para aprender a projetar bancos de dados em SQL para processar, armazenar e organizar dados de forma eficiente. Além disso, se você quer melhorar suas habilidades de gerenciamento de banco de dados para big data, nosso Introdução à Modelagem de Dados no Snowflake vai te ajudar com modelagem dimensional.