SQL中的键与约束

键 和 约束。

它们是关系数据库设计和数据完整性的核心概念，但侧重点不同：键 主要是一种标识机制，而约束 是一种强制规则的机制。键通常通过约束来实现。

一、键

键是表中用于唯一标识一条记录或建立表间关系的一列或多列的组合。

• 定义：表中唯一标识每一行记录的列或列组合。
• 特性：
  • 唯一性：任意两行的主键值不能相同。
  • 非空性：主键列的值不能为 NULL。
  • 一个表只能有一个主键。
• 作用：作为行的绝对标识，是大部分关联查询的根基。
• 示例：

  CREATE TABLE Students (
      StudentID INT PRIMARY KEY, -- 将StudentID列定义为主键
      Name VARCHAR(100),
      Email VARCHAR(100)
  );
  -- 或使用表级约束
  CREATE TABLE Students (
      StudentID INT,
      CourseID INT,
      Grade CHAR(2),
      PRIMARY KEY (StudentID, CourseID) -- 复合主键
  );

• 定义：一个表（子表/引用表）中的一列或多列，其值必须匹配另一个表（父表/被引用表）的主键或唯一键的值。
• 作用：强制保持表之间的引用完整性，定义一对多或多对多的关系。
• 参照动作：当父表的记录被更新或删除时，可以定义子表的处理方式：
  • CASCADE：级联操作（父表删/改，子表同步删/改）。
  • SET NULL：将子表中的外键值设为 NULL。
  • SET DEFAULT：将子表中的外键值设为默认值。
  • RESTRICT / NO ACTION：默认行为，如果子表有匹配记录，则禁止对父表的操作。
• 示例：

  CREATE TABLE Orders (
      OrderID INT PRIMARY KEY,
      CustomerID INT, -- 该列将作为外键
      OrderDate DATE,
      FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
          ON DELETE CASCADE -- 当客户被删除，其所有订单也被级联删除
  );

• 定义：表中所有可以唯一标识一行的列或列组合。一个表可以有多个候选键。
• 与主键的关系：我们从所有候选键中选择一个作为主键，其余的都是备用键。
• 示例：在 Students 表中，StudentID（学号）和 Email（邮箱）如果都具备唯一且非空的特性，那么它们都是候选键。我们通常选择 StudentID 作为主键。

• 定义：能够唯一标识一行记录的列集合。它可能包含不必要的列。
• 与候选键的关系：候选键是最小超键（即不含多余列的超键）。
• 示例：在 Students(StudentID, Name, Email) 表中，(StudentID)、(StudentID, Name)、(Email)、(StudentID, Email) 都是超键。但只有 (StudentID) 和 (Email) 是候选键（最小超键）。

• 定义：一个与业务无关、纯粹为了充当主键而人工添加的列（通常是自增整数、GUID等）。
• 作用：当没有合适的自然主键（如身份证号、订单号等业务字段）时使用。简单、高效、稳定。
• 示例：

  CREATE TABLE Products (
      ProductID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY, -- 自增代理键
      ProductCode VARCHAR(20) UNIQUE, -- 业务上的唯一编码
      ProductName VARCHAR(200)
  );

• 定义：使用业务中已存在的、有意义的属性作为主键（如身份证号、车牌号、ISBN号）。
• 优缺点：有业务含义，但可能不稳定（如身份证号升位）、不够简单或长度不一。

二、约束

约束是应用于表列上的规则，用于限制其中可存储的数据，确保数据的准确性和可靠性。

• 作用：确保列不能存储 NULL 值。
• 示例：

  CREATE TABLE Employees (
      EmployeeID INT PRIMARY KEY,
      FirstName VARCHAR(50) NOT NULL, -- 必须提供
      LastName VARCHAR(50) NOT NULL,
      MiddleName VARCHAR(50) -- 可以为NULL
  );

• 作用：确保列中的所有值都互不相同。
• 与主键区别：UNIQUE 约束允许有 NULL 值（但通常只允许一个 NULL，取决于DBMS实现）。
• 示例：

  ALTER TABLE Students
  ADD CONSTRAINT UQ_Student_Email UNIQUE (Email);

• 作用：NOT NULL 约束和 UNIQUE 约束的组合。用于定义主键。

• 作用：如上文所述，用于定义外键，保证引用完整性。

• 作用：确保列中的值满足指定的逻辑条件。
• 示例：

  CREATE TABLE Products (
      ProductID INT PRIMARY KEY,
      Price DECIMAL(10,2) CHECK (Price >= 0), -- 列级CHECK约束
      StockQuantity INT NOT NULL,
      CONSTRAINT CHK_Stock CHECK (StockQuantity >= 0 AND StockQuantity <= 1000) -- 表级CHECK约束
  );

• 作用：当向表中插入数据时，如果未指定某列的值，则使用预定义的默认值。
• 示例：

  CREATE TABLE Orders (
      OrderID INT PRIMARY KEY,
      OrderDate DATE DEFAULT GETDATE(), -- 默认为当前系统日期
      Status VARCHAR(20) DEFAULT 'Pending'
  );

三、键与约束的关系与总结

简单来说：

• 主键、外键、唯一键 既是“键”的概念，也是通过“约束”来实现的。
• NOT NULL, CHECK, DEFAULT 只是“约束”，它们不定义键，只定义数据规则。
• 你可以没有主键创建一个表（虽然不推荐），但你可以为这个表添加 NOT NULL 或 CHECK 约束。

在实际的 SQL 语句中，你通常是在创建表 或修改表时，通过 CONSTRAINT 关键字来声明这些键和约束，数据库系统则会负责强制执行它们。