MySQL 列和表约束简介

列约束

列约束是附加到单个列的约束。它们用于确定列的建议值是否有效。列约束在输入根据基本类型要求（例如确保 int 列的值是整数）进行验证后进行评估。

列约束非常适合表达仅限于单个字段的要求。它们将约束条件直接附加到所涉及的列。例如，我们可以在 person 表中通过在列名和数据类型后添加约束来建模 age 限制：

CREATE TABLE person (
    . . .
    age INT CHECK (age >= 0),
    . . .
);

此代码片段定义了一个 person 表，其中一个列是名为 age 的 int 类型。 age 必须大于或等于零。列约束易于理解，因为它们作为附加要求添加到它们所影响的列上。

表约束

另一种约束称为表约束。表约束可以表达几乎所有列约束可以表达的限制，此外还可以表达涉及多个列的限制。表约束不是附加到特定列，而是作为表的独立组件进行定义，并且可以引用表的任何列。

我们之前看到的列约束可以表示为表约束，如下所示：

CREATE TABLE person (
    . . .
    age INT,
    . . .
    CHECK (age >= 0)
);

使用了相同的基础语法，但约束是单独列出的。为了利用表约束引入复合限制的能力，我们可以使用逻辑 AND 运算符来连接来自不同列的多个条件。

例如，在银行数据库中，一个名为 qualified_borrowers 的表可能需要检查个人是否拥有现有账户以及提供抵押品的能力，以获得贷款资格。将这两者包含在同一检查中可能更有意义：

CREATE TABLE qualified_borrowers (
    . . .
    account_number INT,
    acceptable_collateral BOOLEAN,
    . . .
    CHECK (account_number IS NOT NULL AND acceptable_collateral = true)
);

在这里，我们再次使用 CHECK 约束来检查 account_number 是否不为空，以及贷款员是否通过检查 acceptable_collateral 列将客户标记为具有可接受的抵押品。由于需要检查多个列，因此表约束是必需的。

现在是时候提一下，尽管我们主要在这些示例中使用 CREATE TABLE SQL 命令来创建新表，但您也可以使用 ALTER TABLE 将约束添加到现有表中。当使用 ALTER TABLE 时，新约束会导致表中当前的值根据新约束进行检查。如果值违反约束，则无法添加该约束。

默认约束名称

当您使用上述语法创建约束时，MySQL 会自动选择一个合理但模糊的名称。对于上面提到的 qualified_borrowers 表，MySQL 会将约束命名为 qualified_borrowers_chk_1。

INSERT INTO qualified_borrowers VALUES (123, false);

ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'qualified_borrowers_chk_1' is violated.

当约束被违反时，此名称会为您提供有关表和约束类型的信息。然而，在表中存在多个约束的情况下，更具描述性的名称有助于故障排除。

自定义约束名称

您可以选择通过在约束定义前加上 CONSTRAINT 关键字和名称来指定约束的名称。

添加自定义名称的基本语法如下：

CONSTRAINT <constraint_name> <constraint_type_and_details>

例如，如果您想将 qualified_borrowers 表中的约束命名为 loan_worthiness，您可以这样定义表：

CREATE TABLE qualified_borrowers (
    . . .
    account_number INT,
    acceptable_collateral BOOLEAN,
    . . .
    CONSTRAINT loan_worthiness CHECK (account_number IS NOT NULL AND acceptable_collateral = true)
);

现在，当我们违反约束时，我们会得到更具描述性的标签：

INSERT INTO qualified_borrowers VALUES (123, false);

ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'loan_worthiness' is violated.

您也可以用同样的方式命名列约束。

CREATE TABLE teenagers (
    . . .
    age INT CONSTRAINT is_teenager CHECK (age >= 13 AND age <= 19),
    . . .
);

Check 约束

Check 约束是一种通用约束，允许您指定涉及列或表值并评估为布尔值的表达式。

您之前已经看到了一些 check 约束的示例。Check 约束以关键字 CHECK 开头，然后提供一个括在括号中的表达式。对于列约束，它放在数据类型声明之后。对于表约束，它们可以放在与它们交互的列定义之后的任何位置。

例如，我们可以创建一个 film_nominations 表，其中包含已提名并符合 2019 年长片奖资格的影片：

CREATE TABLE film_nominations (
    title VARCHAR(250),
    director VARCHAR(250),
    release_date DATE CHECK ('2019-01-01' <= release_date AND release_date <= '2019-12-31'),
    length INT,
    votes INT,
    CHECK (votes >= 10 AND length >= 40)
);

我们有一个列检查约束，用于检查 release_date 是否在 2019 年内。之后，我们有一个表检查约束，确保影片获得足够的票数才能被提名，并且长度符合“长片”类别。

在评估 check 约束时，可接受的值将评估为 true。如果新记录的值满足所有类型要求和约束，则该记录将被添加到表中。

INSERT INTO film_nominations VALUES (
    'A great film',
    'Talented director',
    '2019-07-16',
    117,
    45
);

Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

评估为 false 的值会产生错误，指示约束未满足。

INSERT INTO film_nominations VALUES (
    'A poor film',
    'Misguided director',
    '2019-10-24',
    128,
    1
);

ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'film_nominations_chk_2' is violated.

在这种情况下，影片满足了所有条件，除了所需的票数。MySQL 拒绝了提交，因为它未能通过最终的表检查约束。

非空约束

NOT NULL 约束更加集中。它保证列中的值不为空。虽然这是一个简单的约束，但它被频繁使用。

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250) NOT NULL,
    capital VARCHAR(250) NOT NULL
);

INSERT INTO national_capitals VALUES (
    NULL,
    'London',
);

ERROR 1048 (23000): Column 'country' cannot be null

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250),
    capital VARCHAR(250),
    CHECK (country IS NOT NULL AND capital IS NOT NULL)
);

唯一约束

UNIQUE 约束告诉 MySQL，列中的每个值都不得重复。这在许多不同的场景中都很有用，在这些场景中，多个记录中拥有相同的值是不可行的。

例如，任何处理 ID 的列，根据定义，都应该具有唯一值。如果社会安全号码、学生或客户 ID，或产品 UPC（条形码编号）无法区分特定的人或物品，那么它们将毫无用处。

可以在列级别指定 UNIQUE 约束：

CREATE TABLE supplies (
    supply_id INT UNIQUE,
    name VARCHAR(250),
    inventory INT
);

它们也可以指定为表约束：

CREATE TABLE supplies (
    supply_id INT,
    name VARCHAR(250),
    inventory INT,
    UNIQUE (supply_id)
);

使用 UNIQUE 表约束的优点之一是它允许您对列组合执行唯一性检查。这通过指定 MySQL 应该一起评估的两个或多个列来工作。单个列中的值可能会重复，但指定的值组合必须是唯一的。

例如，让我们回顾一下我们之前使用的 national_capitals 表：

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250) NOT NULL,
    capital VARCHAR(250) NOT NULL,
);

如果我们想确保我们不会为同一对添加多个记录，我们可以在这里向列添加 UNIQUE 约束：

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250) NOT NULL UNIQUE,
    capital VARCHAR(250) NOT NULL UNIQUE
);

这将确保国家和首都只在每个表中出现一次。然而，一些国家有多个首都。这意味着我们可能会有多个具有相同 country 值的条目。这与当前设计不符。

INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'Sucre'
);
INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'La Paz'
);

ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'Bolivia' for key 'national_capitals.country'

如果我们仍然希望确保不出现重复条目，同时允许单个列中出现重复值，那么对 country 和 capital 的组合进行唯一性检查就足够了：

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250),
    capital VARCHAR(250),
    UNIQUE (country, capital)
);

现在，我们可以将玻利维亚的两个首都添加到表中，而不会出现错误：

INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'Sucre'
);
INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'La Paz'
);

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

然而，尝试两次添加相同的组合仍然会被约束捕获：

INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'Sucre'
);
INSERT INTO national_capitals VALUES (
    'Bolivia',
    'Sucre'
);

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'Bolivia-Sucre' for key 'national_capitals.country'

主键约束

PRIMARY KEY 约束具有特殊用途。它表明该列可以用于唯一标识表中的记录。这意味着它必须可靠地唯一，并且每条记录在该列中都必须有一个值。

建议每个表都有主键，但并非必需，并且每个表只能有一个主键。主键主要用于标识、检索、修改或删除表中的单个记录。它们允许用户和管理员使用 MySQL 保证只匹配一条记录的标识符来执行操作。

我们以之前看到的 supplies 表为例：

CREATE TABLE supplies (
    supply_id INT UNIQUE,
    name VARCHAR(250),
    inventory INT
);

这里我们已经确定 supply_id 应该是唯一的。如果我们要将此列用作主键（保证唯一性和非空值），我们可以简单地将 UNIQUE 约束更改为 PRIMARY KEY。

CREATE TABLE supplies (
    supply_id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(250),
    inventory INT
);

这样，如果我们需要更新特定供应的库存数量，我们可以使用主键来定位它：

INSERT INTO supplies VALUES (
    38,
    'nails',
    5
);
UPDATE supplies set inventory = 10 WHERE supply_id = 38;

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

虽然许多表使用单个列作为主键，但也可以使用一组列创建主键，作为表约束。

national_capitals 表是演示这一点的良好候选。如果我们要使用现有列创建主键，我们可以将 UNIQUE 表约束替换为 PRIMARY KEY。

CREATE TABLE national_capitals (
    country VARCHAR(250),
    capital VARCHAR(250),
    PRIMARY KEY (country, capital)
);

外键约束

外键是表中的列，它们引用另一个表中的列值。这在各种表中包含相关数据的场景中是可取的，而且通常是必需的。数据库能够轻松连接和引用存储在单独表中的数据是关系型数据库的主要特性之一。

例如，您可能有一个 orders 表来跟踪单个订单，以及一个 customers 表来跟踪客户的联系信息和详细信息。将这些信息分开存放是合理的，因为一个客户可能有很多订单。然而，能够轻松地将这两个表中的记录链接起来，以允许更复杂的操作，也是有意义的。

CREATE TABLE customers (
    customer_id SERIAL PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(250),
    last_name VARCHAR(250),
    phone_number BIGINT,
);

CREATE TABLE orders (
    order_id SERIAL PRIMARY KEY,
    order_date DATE,
    customer BIGINT UNSIGNED,
    FOREIGN KEY (customer) REFERENCES customers(customer_id)
);

INSERT INTO orders VALUES (
    100,
    '2019-11-19',
    300
);

ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`prisma`.`orders`, CONSTRAINT `orders_ibfk_1` FOREIGN KEY (`customer`) REFERENCES `customers` (`customer_id`))

INSERT INTO customers VALUES (
    300,
    'Jill',
    'Smith',
    5551235677
);
INSERT INTO orders VALUES (
    100,
    '2019-11-19',
    300
);

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

CREATE TABLE example (
    . . .
    FOREIGN KEY (column1, column2) REFERENCES other_table (column1, column2)
);

CREATE TABLE orders (
    order_id SERIAL PRIMARY KEY,
    order_date DATE,
    customer INT,
    FOREIGN KEY (customer) REFERENCES customers(customer_id) ON DELETE CASCADE
);