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【MySQL】提高篇—数据完整性与约束：主键、外键、唯一约束和检查约束的概念

article 2024/10/28 18:01:51

在关系数据库中，数据的组织和管理是通过表（Tables）来实现的。为了确保数据的完整性和一致性，数据库提供了一系列约束（Constraints）来限制表中数据的特性。主要的约束包括：

主键（Primary Key）：用于唯一标识表中的每一行数据。
外键（Foreign Key）：用于在不同表之间建立关联，确保数据的参照完整性。
唯一约束（Unique Constraint）：确保某一列或列组合中的所有值都是唯一的。
检查约束（Check Constraint）：用于限制列中的值，确保它们符合特定条件。

这些约束在实际应用中非常重要，主要体现在以下几个方面：

数据完整性：通过约束，可以确保数据的准确性和一致性，防止无效或错误的数据被插入到数据库中。
业务逻辑实现：约束可以反映业务规则，确保数据库中的数据符合这些规则。
数据关系管理：通过外键约束，可以有效管理表之间的关系，避免孤立数据。

1. 主键（Primary Key）

概念：主键是表中的一列或多列，具有唯一性和非空性，确保每一行数据都可以被唯一标识。

示例：

假设我们有一个 students 表，用于存储学生的信息。

CREATE TABLE students (
    student_id INT PRIMARY KEY, -- 主键，唯一标识每个学生
    first_name VARCHAR(50),
    last_name VARCHAR(50),
    birth_date DATE
);

解释：

student_id INT PRIMARY KEY：定义 student_id 列为主键，确保每个学生都有一个唯一的 ID。主键列不能包含空值。

2. 外键（Foreign Key）

概念：外键是一个表中的一列或多列，它引用另一个表的主键，用于建立表之间的关系。

示例：

假设我们还有一个 enrollments 表，用于记录学生的课程注册情况。

CREATE TABLE enrollments (
    enrollment_id INT PRIMARY KEY,
    student_id INT,
    course_name VARCHAR(100),
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id) -- 外键，引用students表的主键
);

解释：

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id)：定义 student_id 列为外键，引用 students 表的 student_id 列。这样可以确保每个注册的学生在 students 表中存在，维护数据的参照完整性。

3. 唯一约束（Unique Constraint）

概念：唯一约束确保某一列或列组合中的所有值都是唯一的，但可以包含空值。

示例：

在 students 表中，我们希望确保每个学生的电子邮件地址是唯一的。

CREATE TABLE students (
    student_id INT PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50),
    last_name VARCHAR(50),
    birth_date DATE,
    email VARCHAR(100) UNIQUE -- 唯一约束，确保电子邮件地址唯一
);

解释：

email VARCHAR(100) UNIQUE：定义 email 列为唯一约束，确保每个学生的电子邮件地址都是唯一的。如果尝试插入相同的电子邮件地址，将会导致错误。

4. 检查约束（Check Constraint）

概念：检查约束用于限制列中的值，确保它们符合特定条件。

示例：

在 students 表中，我们希望确保学生的年龄在 0 到 150 岁之间。

CREATE TABLE students (
    student_id INT PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50),
    last_name VARCHAR(50),
    birth_date DATE,
    age INT CHECK (age >= 0 AND age <= 150) -- 检查约束，确保年龄在 0 到 150 之间
);

解释：