MySQL第四弹----数据库约束和数据库设计

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一、数据库约束

1.1基本介绍

数据库约束是指对数据库表中的数据所施加的规则或条件，⽤于确保数据的准确性和可靠性。这 些约束可以是基于数据类型、值范围、唯⼀性、⾮空等规则，以确保数据的正确性和相容性。

1.2约束类型

1.3 NOT NULL （非空约束）

1.3.1基本介绍

定义表时某列不允许为NULL时，可以为列添加非空约束。

1.3.2语法：

字段名 字段类型 NOT NULL;

1.3.3使用细节

（1）如果在列上定义了NOT NULL,那么当插入数据时，必须为列提供数据。

（2）查看表结构，NULL列为NO表⽰值不允许为NULL，YES表⽰值可以为NULL

 1.4 DEFALUT （默认值约束）

1.4.1基本介绍

DEFAULT 约束⽤于向列中插⼊默认值，如果没有为列设置值，那么会将默认值设置到该列。

1.4.2语法：

字段名 字段类型 DEFAULT 默认值；

1.4.3使用细节

（1）插⼊⼀条记录，当不指定被default约束的列时，该列会使⽤默认值；

（2）当⼿动明确指年龄列为NULL时列值为NULL。

1.5UNIQUE（唯⼀约束）

1.5.1基本介绍

指 定了唯⼀约束的列，该列的值在所有记录中不能重复，⽐如⼀个⼈的⾝份证号，学⽣的学号等。

1.5.2语法：

字段名 字段类型 UNIQUE;

1.5.3使用细节

（1）不设置唯⼀约束时，该列的值可以重复，加了唯一约束后，该列的值不能重复，但是可以为NULL;

（2）如果没有指定NOT NULL,则unique字段可以有多个NULL;

（3）一张表可以有多个unique字段;

（4）如果一个字段（列）被unique not null约束，其效果类似primary key（主键约束）。

1.6 PRIMARY KEY（主键约束）

1.6.1基本介绍

主键约束用于唯⼀标识数据库表中的每条记录。

1.6.2语法：

字段名 字段类型 PRIMARY KEY;

1.6.3使用细节

（1）主键必须包含唯⼀的值，且不能包含NULL值。

故：如果一个字段（列）被unique not null约束，其效果类似primary key（主键约束）。

（2）每个表只能有⼀个主键，可以由单个列或多个列组成。

（3）主键的指定方式有两种：

①直接在字段名后指定：字段名  PRIMARY KEY；

②在表定义最后写：PRIMARY KEY(列名)。

（4）通常为每张表都指定⼀个主键，主键列建议使用BIGINT类型。

（5）使用desc 表名，查看表结构，可以看到PRIMARY KEY的情况:Key列显示是PRI表⽰主键：

添加⾮空和唯⼀约束之后Key列也会显⽰PRI。

1.7自增长

1.7.1基本介绍

当我们在添加记录的时候，被自增长修饰过的字段（列）会自动增长。

1.7.2语法：

字段名 整型 PRIMARY KEY auto_increment;

1.7.3使用细节

（1）一般来说，自增长是和primary key配合使用的；

（2）子增长也可以单独使用，但是需要配合一个unique约束；

（3）子增长修饰的字段是为整数型的（虽然小数也可以，但这种使用极少）；

（4）自增长默认从1开始，也可以通过如下命令更改初始值：

alter table 表名 auto_increment=新的初始值；

（5）如果在添加数据时，给自增长字段指定有值，则以指定的值为准，通常情况下，就按照自增长的规则来添加数据。

（6）用desc 表名查看表结构时，Extra列显⽰auto_increment表示自增:

1.8FOREIGN KEY外键约束

1.8.1基本介绍

外键⽤于定义主表和从表之间的关系； 

外键约束主定义在从表的列上，主表关联的列必须是主键或唯⼀约束；

当定义外键后，要求从表中的外键列数据必须在主表的主键或唯⼀列存在或为null。

1.8.2语法

FOREIGN KEY（本表字段名） REFERENCES

主表名（主键名或unqiue字段名）

1.8.3使用细节

（1）外键指向的表的字段，要求是primary key或unique；

（2）表的类型是innodb,这样的表才支持外键；

（3）外键字段的类型要和主键字段的类型一致（长度可以不同）；

（4）外键字段的值，必须在主键字段出现过，或者为NULL（前提是外键字段允许为NULL）；

（5）一旦建立主外键的关系，删除主表某条记录时，从表中不能有对该记录的引⽤；

（6）删除主表时要先删除从表；

（7）用desc 表名查看表结构，Key列的值为MUL表示外键约束的列：

1.9CHECK约束 

1.9.1基本介绍

可以应⽤于⼀个或多个列，⽤于限制列中可接受的数据值，从⽽确保数据的完整性和准确性。

在8.0.16开始全⾯⽀持CHECK约束，之前的版本会忽略CHECK的定义

1.9.2语法：

字段名（列名） 类型  CHECK (check条件)

1.9.3使用细节

列与列之间也可以⽐较，需要在单独一行中定义。

create table t_check (
 c1 int check(c1 <> 0),
 c2 int check(c2 > 0),
 c3 int,
 check(c3 >= c2)
 );

二、数据库设计

2.1范式

数据库的范式是⼀组规则。在设计关系数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数 据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式。

关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德 范式（BCNF）、第四范式（4NF）和第五范式（5NF，⼜称完美范式），越高的范式数据库冗余越 小。然而，普遍认为范式越⾼虽然对数据关系有更好的约束性，但也可能导致数据库IO更繁忙，因此 在实际应用中，数据库设计通常只需满足第三范式即可。

2.2第一范式

2.2.1基本介绍

（1）数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项，而不能是集合，数组，对象等非原⼦数据。

（2）在关系型数据库的设计中，满足第一范式是对关系模式的基本要求。不满足第⼀范式的数据库就不能被称为关系数据库。

2.2.2例子

（1）反例

（2） 正例

2.3第⼆范式

2.3.1基本介绍

在满足第⼀范式的基础上，不存在非关键字段对任意候选键的部分函数依赖。存在于表中定义了复合 主键的情况下。

候选键：可以唯一标识一行数据的列或列的组合，可以从候选键中选一个或多个当做表的主键

2.3.2不满足第⼆范式时可能出现的问题

（1）数据冗余

学⽣的姓名、年龄、性别和课程的学分在每行记录中重复出现，造成了大量的数据冗余。

（2）更新异常

如果要调整MySQL的学分，那么就需要更新表中所有关于MySQL的记录，⼀旦执行中断导致某些 记录更新成功，某些数据更新失败，就会造成表中同⼀⻔课程出现不同学分的情况，出现数据不一致问题。

（3）插⼊异常

⽬前这样的设计，成绩与每一门课和学生都有对应关系，也就是说只有学生参加选修课程考试取 得了成绩才能生成一条记录。当有一门新课还没有学生参加考试取得成绩之前，那么这门新课在数据库中是不存在的，因为成绩为空时记录没有意义。

（4）删除异常

把毕业学生的考试数据全都删除，此时课程和学分的信息也会被删除掉，有可能导致⼀段时间 内，数据库里没有某门课程和学分的信息。

2.4 第三范式

2.4.1基本介绍

在满足第⼆范式的基础上，不存在非关键字段，对任一候选键的传递依赖。

2.5设计过程

1. 从现实业务中抽象得到概念类 概念类是从现实世界中抽象出来的，在需求分析阶段就需要确定下来

◦ 类对应了数据库设计中的实体，实体对应了数据库中的表

◦ 类中的属性对应实体中的属性，实体的属性对应了表中的列

2. 确定实体与实体之间的关系，并画出E-R画，方便项⽬参与⼈员理解与沟通

3. 根据E-R图完成SQL语句的编号并创建数据库

2.6实体-关系图

2.6.1基本介绍

实体-关系图（Entity-RelationshipDiagram）简称E-R图，也称作实体联系模型、实体关系模型，是 ⼀种⽤于描述数据模型的概念图，主要⽤于数据库设计阶段。

2.6.2E-R图的基本组成

E-R图包含了以下三种基本成分：

• 实体：即数据对象，用矩形框表示，比如、学生、班级等。

• 属性：实体的特性，用椭圆形或圆⻆矩形表示，如学生的姓名、年龄等。

• 关系：实体之间的联系，用菱形框表示，并标明关系的类型，并用直线将相关实体与关系连接起 来。

2.7关系的类型

2.7.1⼀对⼀关系(1:1)

⼀个用户实体包含的属性有：用户昵称，真实姓名，⼿机号，邮箱地址，性别，学校

⼀个账户实体包含的属性有：登录用户名，密码

用户实体与账户实体是⼀对⼀的关系，用E-R图表示如下：

2.7.2⼀对多关系(1:N)

⼀个学生实体包含的属性有：真实姓名，学号，年龄，性别，入学时间

• ⼀个班级实体包含的属性有：班级名，学生人数

• ⼀个班级中有多个学生，所以班级实体与学生实体是⼀对多的关系，反过来说学生实体与班级实体 是多对⼀着么，用E-R图表示如下：

2.7.3多对多关系(M:N)

⼀个学生实体包含的属性有：真实姓名，学号，年龄，性别，⼊学时间

⼀个课程实体包含的属性有：课程名

⼀个学生可以选修改多门课程，一门课程也可以被多名学生选修改，所以学生与课程之间是多对多 关系，用E-R图表示如下：

结语

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路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。