【MySQL】（3）约束

表的约束

所谓约束，就是不让你做某事，约束的存在，有助于程序员和用户合法合理地使用数据库。

数据类型其实就是对字段的一种约束，但是数据类型约束很单一，需要有一些额外的约束，从而更好地保证数据的合法性。

表的约束有很多，这里主要介绍如下几个：null/not null default comment zerofill primary key auto_increment unique key

空属性

• null 该列可以为空
• not null 该列不可以为空
• 数据库字段默认都是可以为空的，但是实际开发时，会约束某些字段不能为空，以保证这些字段能够参与运算。

例如，以下 SQL 语句可以创建一个名为 students 的表，其中包含三列，分别是 id、name 和 age

CREATE TABLE students (
  id INT NOT NULL,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  age INT NOT NULL
);

每列都有一个 NOT NULL 约束，因此在插入新行时，这些列必须都包含一个非空值。

默认值

某一种数据会经常性的出现某个具体的值，可以在一开始就指定好一个默认值

DEFAULT 关键字，用于指定一个列的默认值。

默认值可以是任何合法的表达式，包括字面量（如字符串或数字），函数调用或子查询等。

例：

CREATE TABLE orders (
  id INT NOT NULL,
  item VARCHAR(50) NOT NULL,
  quantity INT NOT NULL DEFAULT 1
);

在这个例子中，如果在插入新行时未提供 quantity 列的值，则该列将自动设置为 1

列描述

comment ，用于为表、列或索引添加注释或描述。注释可以用于提供更多的文档或说明，以帮助理解表、列或索引的目的或用途。

COMMENT 关键字可以在创建表或列时使用，也可以在修改表或列时使用。

例：

1. 在创建表时添加注释：

   CREATE TABLE users (
     id INT NOT NULL COMMENT '用户ID',
     name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
     email VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT '电子邮件',
     PRIMARY KEY (id)
   ) COMMENT '用户表';
   

   在这个例子中，COMMENT 关键字被用于为整个 users 表添加注释，以及为 id、name 和 email 列添加注释。

2. 在修改表时添加注释：

   ALTER TABLE users COMMENT '这是用户表';
   

使用 SHOW CREATE TABLE 命令（desc 不行）可以查看表的详细信息，包括注释信息。例如：

zerofill

ZEROFILL 是一个列属性，用于在显示整数时填充前导零。

当列定义为 ZEROFILL 时，如果列中的值不足指定的位数，则在数字前面添加零以填充空白。这可以使数字在输出中对齐，以便更容易地读取和比较。

例：

CREATE TABLE users (
  id INT(5) ZEROFILL NOT NULL,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id)
);

在这个例子中，id 列被定义为 INT(5) ZEROFILL，意味着它是一个整数列，最多有 5 个数字，并且在数字前填充前导零。例如，如果插入 id=1 的行，则在输出时会显示为 00001。同样，如果插入 id=123 的行，则在输出时会显示为 00123。

注意，使用 ZEROFILL 属性只会在输出时填充前导零，而不会影响存储在列中的实际值。因此，在插入或更新行时，必须确保提供正确的整数值，而不是包含前导零的字符串值。

注：int 后的 () 里的数字就是专门为 zerofill 服务的，如果没有 zerofill，那么 () 里的数字是没有意义的。

主键

概念

在关系型数据库中，主键（Primary Key）是一种用于唯一标识表中每行记录的特殊列或集合。主键的值必须在表中是唯一的，并且不能为空。

也就是说，一张表最多只能有一个主键，而一个主键可以有多个列，这种主键也叫联合主键（Composite Primary Key），也就是将多个列作为一个主键来唯一标识一张表中的每个记录。

例：

CREATE TABLE users (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  email VARCHAR(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id) -- 写法1：PRIMARY KRY(列名)
);

CREATE TABLE users (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, -- 写法2：直接写在约束列表
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  email VARCHAR(255) NOT NULL,
);

id 列定义为一个自增的整数列，它是表 users 的主键。因此，每行记录都有一个唯一的 id 值，可以通过该值来标识该行。PRIMARY KEY 关键字用于指定 id 列作为主键。

AUTO_INCREMENT 是用于指定一个整数列为自增列的关键字。当在表中插入一条新记录时，MySQL 会自动为这个自增列分配一个唯一的值，该值会比上一条记录的值大 1。这样，每个新插入的记录都有一个唯一的标识符，防止出现重复值，通常用于表的主键列。

注：

主键的作用是在表中唯一标识每行记录，使得每行记录都可以轻松地进行增、删、改、查操作。主键还可以用于定义表之间的关系，例如外键约束。另外，主键还可以用于提高查询性能，因为 MySQL 在查询主键时可以使用索引，从而更快地查找和检索数据。这些将在后面的内容中详细讲解。

使用 alter 添加和删除主键

-- 添加主键
ALTER TABLE 表名 ADD PRIMARY KEY (列名);

-- 删除主键
ALTER TABLE 表名 DROP PRIMARY KEY;

尽量在建表的时候就把表的主键设置好，而不是已经有数据了再使用 alter 添加或删除主键。

联合主键

当一个表中单个列都不能唯一地标识一条记录时，可以使用联合主键来指定多个列组合成一个主键，以确保记录的唯一性。下面是一个使用联合主键的例子。

假设我们有一个 orders 表，用于存储客户订单的数据。每个订单由多个商品组成，因此每个订单可能有多条记录，每条记录表示一个商品。为了保证记录的唯一性，我们可以将 order_id 和 product_id 两列作为联合主键，这样每个订单中的商品组合就是唯一的。

CREATE TABLE orders (
  order_id INT NOT NULL,
  product_id INT NOT NULL,
  quantity INT NOT NULL,
  price DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (order_id, product_id)
);

在上面的语句中，我们指定了 order_id 和 product_id 两列组合成一个主键，这样每个订单中的商品组合就是唯一的。在插入数据时，我们需要同时指定这两列的值：

INSERT INTO orders (order_id, product_id, quantity, price)
VALUES (1001, 1, 2, 19.99);

INSERT INTO orders (order_id, product_id, quantity, price)
VALUES (1001, 2, 1, 29.99);

INSERT INTO orders (order_id, product_id, quantity, price)
VALUES (1002, 1, 3, 19.99);

INSERT INTO orders (order_id, product_id, quantity, price)
VALUES (1002, 3, 2, 49.99);

如何设计主键

1. 结合业务，选择一个唯一的列属性作为主键
2. 特定设计一个与业务无关列（如：id）

自增长

自增长（Auto-Increment）是一种用于生成唯一标识符的技术，常用于数据库中表的主键列。在 MySQL 中，可以使用 AUTO_INCREMENT 关键字来为整数列设置自增长属性。

当将 AUTO_INCREMENT 关键字应用于表的列时，该列的值会自动递增。当插入新行时，可以不指定该列的值，MySQL 会自动为该列生成唯一的值，以确保每个记录都具有唯一标识符。

自增长的特点：

• 自增长的列必须是整数类型
• 列必须是一个键（Key）或一部分键，通常是主键（Primary Key）或唯一键（Unique Key），以确保每个值都是唯一的。
• 一张表最多只能有一个自增长

例：

CREATE TABLE users (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  email VARCHAR(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id)
);

INSERT INTO users (name, email) VALUES
  ('Alice', '[email protected]'),
  ('Bob', '[email protected]'),
  ('Charlie', '[email protected]'),
  ('David', '[email protected]'),
  ('Eve', '[email protected]'),
  ('Frank', '[email protected]');

MariaDB [test_db]> select * from users;
+----+---------+---------------------+
| id | name    | email               |
+----+---------+---------------------+
|  1 | Alice   | alice@example.com   |
|  2 | Bob     | bob@example.com     |
|  3 | Charlie | charlie@example.com |
|  4 | David   | david@example.com   |
|  5 | Eve     | eve@example.com     |
|  6 | Frank   | frank@example.com   |
+----+---------+---------------------+
6 rows in set (0.00 sec)

注意：

1. 自增列的值是在当前表的最大值基础上加1，也就是说，如果你显式的插入一个1000是当前最大的值，下一个插入的值如果不指定，默认就是1001.
2. 手动修改自增列的初始值

ALTER TABLE t1 AUTO_INCREMENT = 1000;

唯一键

唯一键（Unique Key）是一种用于保证表中某个列或列组的值唯一的约束条件。与主键类似，唯一键也可以用来标识表中的每个记录，但是它可以包含空值（NULL）。

与主键不同的是，一个表可以有多个唯一键，而每个唯一键可以包含多列。这意味着，唯一键可以由多个列组合而成，以确保这些列的组合值在表中是唯一的。

以下是一个创建带有唯一键的表的示例 SQL 语句：

CREATE TABLE users (
  id INT PRIMARY KEY,
  email VARCHAR(255) UNIQUE,
  name VARCHAR(50) NOT NULL
);

在上面的语句中，我们为 email 列设置了唯一键，以确保每个邮件地址在表中只出现一次。如果尝试插入一个已经存在的邮件地址，则会导致插入失败。

总的来说，主键和唯一键都用来保证数据行的唯一性，但主键是一种特殊的唯一键，用来唯一地标识一条数据记录

唯一键只是用于保证某些列的值唯一性的情况，如邮件地址、身份证号码等。

外键

在一个关系型数据库中，数据通常被分散到不同的表中，而这些表之间又有一些关联关系。例如，一个订单可能会包含多个产品，而每个产品的信息则存储在不同的表中。这时候就可以使用外键来约束这些表之间的关系。

外键（Foreign Key）是一种用于在关系型数据库中建立关系的机制。它用于定义主表和从表之间的关系，维护主表和从表间的约束。外键约束定义在从表上，主表必须有主键或唯一键。

通过将一个表中的列与另一个表中的主键或唯一键相对应，就可以在这两个表之间建立一个关系。当插入或更新一个表中的数据时，系统会自动检查关联的表中是否存在对应的数据，从而保持数据的一致性。如果关联表中的数据被删除，这时候会根据设置的规则，对关联表中的外键数据进行相应的操作，例如禁止删除或级联删除等等。

语法：

FOREIGN KEY (列) REFERENCES 主表(列)

例：

我们创建两个表，一个是 orders 表，包含订单的信息，另一个是 order_items 表，包含订单中每个商品的信息。这两个表的结构如下

CREATE TABLE orders (
  id INT PRIMARY KEY,
  customer_name VARCHAR(50),
  order_date DATE
);

CREATE TABLE order_items (
  id INT PRIMARY KEY,
  order_id INT,
  product_name VARCHAR(50),
  quantity INT,
  price DECIMAL(10, 2),
  FOREIGN KEY (order_id) REFERENCES orders(id)
);

在上述示例中，orders 表的主键是 id 列，order_items 表的主键是id列，同时还定义了一个外键 order_id，它与 orders 表中的 id 列相对应，用于建立 orders 表和 order_items 表之间的关系。

接下来，我们向这两个表中插入一些数据，如下所示：

INSERT INTO orders (id, customer_name, order_date)
VALUES (1, 'John Doe', '2023-01-01'),
       (2, 'Jane Smith', '2023-01-02');

INSERT INTO order_items (id, order_id, product_name, quantity, price)
VALUES (1, 1, 'Product A', 2, 10.00),
       (2, 1, 'Product B', 1, 20.00),
       (3, 2, 'Product C', 3, 30.00),
       (4, 2, 'Product D', 2, 40.00);

在上述示例中，我们向 orders 表中插入了两条数据，分别对应于编号为 1 和 2 的订单，同时向 order_items 表中插入了四条数据，分别对应于 orders 表中的两个订单中的商品。

下面演示外键约束对我们的作用：

现在 orders 里面有 id 为 1、 2 的两个订单，如果我们向 order_items 里面插入一个属于 3 号订单的商品，MySQL 就会报错，因为 orders 里根本就没有 id 为 3 的订单：

MariaDB [test_db]> insert into order_items values (5, 3, 'Product E', 1, 50.00);
ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`test_db`.`order_items`, CONSTRAINT `order_items_ibfk_1` FOREIGN KEY (`order_id`) REFERENCES `orders` (`id`))

当我们尝试删除 orders 中 id 为 1 的订单，MySQL 也会向我们报错，因为在 order_items 中还有属于 1 号订单的商品。

MariaDB [test_db]> delete from orders where id=1;
ERROR 1451 (23000): Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (`test_db`.`order_items`, CONSTRAINT `order_items_ibfk_1` FOREIGN KEY (`order_id`) REFERENCES `orders` (`id`))

表之间的关系是根据业务逻辑天然存在的，而有了外键的约束，可以有效地防止程序员后续因为逻辑错误而对表进行错误操作。确保了数据的一致性和完整性。

外键所联系的两表之间究竟是一种什么关系？

外键所连接的两个表之间通常表示一种“父-子”（Parent-Child）的关系，也称为“从属”（Dependent）关系。

在这种关系中，其中一个表（通常是拥有主键的表）被视为“父表（主表）”，而另一个表（通常是拥有外键的表）则被视为“子表（从表）”。子表中的每一行都与父表中的某一行相关联，这种关联关系由外键来维护。

例如，在一个订单管理系统中，订单（orders）表是父表，而商品详情（order_items）表则是子表。每个订单可能会包含多个商品详情，因此，商品详情表中的每一行都与订单表中的某一行相关联。

需要注意的是，外键关系不仅仅限于“父-子”关系，也可以用于表示其他类型的关系，例如“一对一”（One-to-One）关系或“多对多”（Many-to-Many）关系，但通常情况下，外键关系是用于建立“父-子”关系的。