PostgreSQL基础知识——DDL深度解析

E)

表是关系型数据库中最基本的对象,PostgreSQL支持丰富的数据类型与约束机制。

常用数据类型示例:

|------|-----------------------|----------|-----------------------|
| 类型分类 | 常用数据类型 | 存储范围/特性 | 示例 |
| 数值型 | INT/BIGINT | 4/8字节整数 | 100,500 |
| 数值型 | DECIMAL(p,s) | 高精度十进制数 | DECIMAL(10,2)→1234.56 |
| 字符型 | VARCHAR(n) | 可变长字符串 | '数据分析' |
| 字符型 | TEXT | 无长度限制字符串 | 长文本内容 |
| 日期时间 | DATE | 年月日 | '20231231' |
| 日期时间 | TIMESTAMPWITHTIMEZONE | 带时区的时间戳 | '2024010110:00:00+08' |
| 布尔型 | BOOLEAN | 真/假 | TRUE/FALSE |
| 二进制 | BYTEA | 二进制数据 | \\xDEADBEEF |

创建表示例:

```sql

部门表

CREATETABLEdepartments(

dept_idINTEGERPRIMARYKEY,

dept_nameVARCHAR(50)

);

员工信息表(含多种约束)

CREATETABLEemployees(

emp_idSERIALPRIMARYKEY,自增主键

emp_nameVARCHAR(50)NOTNULL,非空约束

emailVARCHAR(100)UNIQUE,唯一约束

hire_dateDATEDEFAULTCURRENT_DATE,默认值约束

salaryNUMERIC(10,2)CHECK(salary0),检查约束

department_idINTEGERREFERENCESdepartments(dept_id)外键约束

);

```

约束类型对比:

|------|------------|---------|-------------|
| 约束类型 | 关键字 | 作用 | 性能影响 |
| 主键 | PRIMARYKEY | 唯一标识记录 | 读优化,写轻微影响 |
| 唯一 | UNIQUE | 确保字段值唯一 | 类似主键,允许NULL |
| 非空 | NOTNULL | 禁止字段为空 | 无索引性能影响 |
| 检查 | CHECK | 自定义逻辑约束 | 每次写入时触发检查 |
| 外键 | REFERENCES | 建立表间关联 | 级联操作需额外开销 |

修改表结构(ALTERTABLE)

`ALTERTABLE`功能丰富,用于表创建后修改其定义。

```sql

添加字段(带默认值)

ALTERTABLEemployeesADDCOLUMNphoneVARCHAR(20)DEFAULT'未提供';

修改数据类型(需重建表)

ALTERTABLEemployeesALTERCOLUMNsalaryTYPENUMERIC(12,2);

删除字段(生产环境慎用)

ALTERTABLEemployeesDROPCOLUMNfax;

添加外键(延迟约束检查)

ALTERTABLEemployees

ADDCONSTRAINTfk_dept

FOREIGNKEY(department_id)REFERENCESdepartments(dept_id)

DEFERRABLEINITIALLYDEFERRED;

``

关键选项解析:

`CASCADE`:自动删除依赖该列的对象(如视图、外键)。

`RESTRICT`(默认):存在依赖对象时拒绝删除。

`USING`子句:指定从旧类型到新类型的转换规则。

删除表(DROPTABLE)

```sql

级联删除依赖对象

DROPTABLEIFEXISTSemployeesCASCADE;

仅删除表结构,保留数据(PostgreSQL12+)

TRUNCATETABLEemployees;

```

重要提示:`TRUNCATE`比`DELETEFROM`效率高10--100倍,适合清空大表。

2.3索引创建与管理

索引是提升查询性能的关键机制,PostgreSQL支持多种索引类型。

基本索引创建:

```sql

创建Btree索引(默认)

CREATEINDEXidx_employee_nameONemployees(emp_name);

创建唯一索引

CREATEUNIQUEINDEXidx_unique_emailONemployees(email);

创建多列复合索引

CREATEINDEXidx_dept_salaryONemployees(department_id,salaryDESC);

```

并发创建索引:

适用于在线业务,避免阻塞其他会话的DML操作。

```sql

CREATEINDEXCONCURRENTLYidx_employee_nameONemployees(emp_name);

```

部分索引(PartialIndex):

仅对满足条件的行创建索引,减少索引大小。

```sql

CREATEINDEXidx_active_employeesONemployees(department_id)WHEREactive=true;

```

表达式索引:

在表达式上创建索引。

```sql

CREATEINDEXidx_lower_nameONemployees(LOWER(emp_name));

```

2.4视图创建与管理

视图是基于一个或多个表的查询结果集定义的虚拟表,不存储实际数据。

基本视图创建:

```sql

基于多表连接创建视图

CREATEVIEWemployee_detailsAS

SELECTe.emp_id,e.emp_name,e.salary,d.dept_name

FROMemployeese

JOINdepartmentsdONe.department_id=d.dept_id;

查询视图

SELECTFROMemployee_detailsWHEREsalary5000;

```

可更新视图与检查选项:

```sql

创建带检查选项的视图

CREATEVIEWhigh_paid_employeesAS

SELECTFROMemployeesWHEREsalary10000

WITHCHECKOPTION;

以下插入会失败(5000<10000)

INSERTINTOhigh_paid_employees(emp_name,salary)VALUES('John',5000);

```

物化视图(MaterializedView):

将查询结果实际存储,需手动刷新。

```sql

创建物化视图

CREATEMATERIALIZEDVIEWmonthly_sales_summaryAS

SELECTdate_trunc('month',sale_date)ASmonth,

product_id,

SUM(amount)AStotal_sales

FROMsales

GROUPBYdate_trunc('month',sale_date),product_id;

刷新物化视图

REFRESHMATERIALIZEDVIEWmonthly_sales_summary;

```

2.5外键与参照完整性深度解析

外键是实现参照完整性(ReferentialIntegrity)的核心机制。

外键约束创建:

```sql

在创建表时定义外键

CREATETABLEorders(

order_idSERIALPRIMARYKEY,

product_idINTEGERREFERENCESproducts(product_id)ONDELETECASCADE,

quantityINTEGER,

order_dateDATEDEFAULTCURRENT_DATE

);

通过ALTERTABLE添加外键

ALTERTABLEorders

ADDCONSTRAINTfk_product

FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(product_id);

```

引用动作(ReferentialActions):

定义父表记录更新或删除时子表记录的响应方式。

|-------------------|----------------|--------------------|
| 动作 | 描述 | 示例 |
| NOACTION/RESTRICT | 禁止操作(默认) | 父表记录有引用时禁止删除 |
| CASCADE | 级联删除或更新 | 删除父表记录时同时删除子表相关记录 |
| SETNULL | 将子表中外键列设置为NULL | 删除父表记录时将子表外键设为NULL |
| SETDEFAULT | 将子表中外键列设置为默认值 | 删除父表记录时将子表外键设为默认值 |

示例:

```sql

CREATETABLEorder_items(

item_idSERIALPRIMARYKEY,

order_idINTEGERREFERENCESorders(order_id)ONDELETECASCADE,

product_idINTEGERREFERENCESproducts(product_id)ONDELETESETNULL,

quantityINTEGER

);

```

外键性能优化:

若PostgreSQL版本未自动建立外键索引,需手动创建以避免影响更新或删除性能。

```sql

为外键列创建索引

CREATEINDEXidx_order_items_order_idONorder_items(order_id);

CREATEINDEXidx_order_items_product_idONorder_items(product_id);

```

2.6对象重命名(RENAME)

重命名操作用于修改数据库对象的名称。

```sql

重命名表

ALTERTABLEemployeesRENAMETOstaff;

重命名列

ALTERTABLEemployeesRENAMECOLUMNemp_nameTOfull_name

重命名索引

ALTERINDEXidx_old_nameRENAMETOidx_new_name;

重命名视图

ALTERVIEWold_view_nameRENAMETOnew_view_name;

重命名序列

ALTERSEQUENCEold_sequence_nameRENAMETOnew_sequence_name;

```

注意事项:

重命名操作立即生效,无法回滚。

重命名后,所有引用该对象的地方均需更新。

建议在低峰期执行重命名操作。

2.7注释管理(COMMENT)

注释是数据库文档化的重要组成部分。

基本语法:

```sql

COMMENTON{对象类型}对象名称IS'注释文本'|NULL;

```

为各类对象添加注释:

```sql

为表添加注释

COMMENTONTABLEemployeesIS'员工信息表,存储公司所有员工的基本信息';

为列添加注释

COMMENTONCOLUMNemployees.salaryIS'员工月薪,单位为人民币元,税前金额';

为索引添加注释

COMMENTONINDEXidx_employee_nameIS'员工姓名索引,用于加速按姓名查询';

为视图添加注释

COMMENTONVIEWemployee_detailsIS'员工详细信息视图,包含员工及其部门信息';

为函数添加注释

COMMENTONFUNCTIONcalculate_bonus(decimal,integer)IS'计算员工年终奖金,参数1:基本工资,参数2:绩效评分';

```

修改与删除注释:

```sql

修改注释(直接覆盖)

COMMENTONTABLEemployeesIS'员工信息主表,包含员工基本信息、薪资和部门信息';

删除注释(设置为NULL)

COMMENTONTABLEemployeesISNULL;

```

查看注释:

```sql

使用系统函数查看

SELECTobj_description('employees'::regclass,'pg_class');

SELECTcol_description('employees'::regclass,列序号);

```

注释最佳实践:

为所有重要对象(表、列、索引、视图、函数等)添加注释。

保持注释简洁明了,统一团队内部注释风格。

在注释中说明重要的业务规则与约束。

记录重要的表结构变更原因与时间

权限与安全提示:

大多数对象只有所有者可设置或修改注释。

注释无安全机制,所有连接用户均可查看,请勿存放敏感信息。

2.8NULL值的处理与最佳实践

NULL表示"未知"或"不存在"的值,不同于空字符串或零。

NULL比较与计算:

```sql

正确:使用ISNULL判断

SELECTFROMemployeesWHEREsalaryISNULL;

错误:与NULL的比较结果总是NULL(视为FALSE)

SELECTFROMemployeesWHEREsalary=NULL;不会返回任何行

包含NULL的计算结果通常也是NULL

SELECT10+NULL;返回NULL

SELECT'Hello'||NULL;返回NULL

```

NULL与约束:

`NOTNULL`约束:确保列不允许NULL值。

`UNIQUE`约束:PostgreSQL视多个NULL值为互不相同(允许存在多个NULL)。

外键中的NULL:外键列允许为NULL,表示该记录未关联到父表。

处理NULL的函数:

```sql

COALESCE:返回第一个非NULL值

SELECTCOALESCE(salary,0)ASeffective_salaryFROMemployees;

NULLIF:如果两个表达式相等则返回NULL

SELECTNULLIF(salary,0)FROMemployees;若salary为0则返回NULL

ISDISTINCTFROM:比较时考虑NULL

SELECTFROMt1WHEREaISDISTINCTFROMb;

```

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