MySQL学习笔记——数据库约束与数据库设计-表设计

[5 数据库约束](#5 数据库约束)

[5.1 约束类型](#5.1 约束类型)

[5.2 NOT NULL 非空约束](#5.2 NOT NULL 非空约束)

[5.3 UNIQUE 唯一约束](#5.3 UNIQUE 唯一约束)

[5.4 PRIMARY KEY 主键约束](#5.4 PRIMARY KEY 主键约束)

[5.5 FOREIGN KEY 外键约束](#5.5 FOREIGN KEY 外键约束)

[5.6 DEFALUT 默认值约束](#5.6 DEFALUT 默认值约束)

[5.7 CHECK 约束](#5.7 CHECK 约束)

[6 数据库设计------表设计](#6 数据库设计——表设计)

[6.1 范式](#6.1 范式)

[6.2 第一范式](#6.2 第一范式)

[6.3 第二范式](#6.3 第二范式)

[6.4 第三范式](#6.4 第三范式)

[6.5 设计过程](#6.5 设计过程)

[6.6 E-R图](#6.6 E-R图)

[6.6.1 一对一（1:1）](#6.6.1 一对一（1:1）)

[6.6.2 一对多（1:N）](#6.6.2 一对多（1:N）)

[6.6.3 多对多（M:N）](#6.6.3 多对多（M:N）)

5 数据库约束

数据库约束是指对数据库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。这些约束可以使基于数据类型、值范围、唯一性、非空等规则，以确保数据的正确性和相容性。

5.1 约束类型

类型	说明
NOT NULL 非空约束	指定非空约束的列不能存储 NULL 值
DEFAULT 默认约束	当没有给列赋值时使用的默认值
UNIQUE 唯⼀约束	指定唯⼀约束的列每行数据必须有唯⼀的值
PRIMARY KEY 主键约束	NOT NULL 和 UNIQUE的结合，可以指定⼀个列或多个列，有助于防⽌数据重复和提高数据的查询性能
FOREIGN KEY 外键约束	外键约束是⼀种关系约束，用于定义两个表之间的关联关系，可以确保数据的完整性和⼀致性
CHECK 约束	用于限制列或数据在数据库表中的值，确保数据的准确性和可靠性

5.2 NOT NULL 非空约束

定义表示某列不允许为NULL时，可以为列添加非空约束。

比如创建⼀个学⽣表，学⽣名为NULL时，这条记录是不完整的

5.3 UNIQUE 唯一约束

指定了唯一约束的列，该列的值在所有记录中不能重复，比如身份证号和学号。

5.4 PRIMARY KEY 主键约束

主键约束唯⼀标识数据库表中的每条记录。

主键必须包含唯⼀的值，且不能包含 NULL 值。

每个表只能有⼀个主键，可以由单个列或多个列组成。

通常为每张表都指定⼀个主键，主键列建议使用BIGINT类型

一个主键可以包含多个列

表中不能有多个主键

sql 复制代码

drop table student;
# 重构学生表
create table student(
    id bigint PRIMARY KEY auto_increment,
    name varchar(20) primary key
);
ERROR 1068 (42000): Multiple primary key defined # 报错

复合主键：有多个列共同组成的主键，主键冲突是否已多个列的组成进行判定

sql 复制代码

# 复合主键：有多个列共同组成的主键，主键冲突是否已多个列的组成进行判定
drop table student;
# 重构学生表
create table student(
    id bigint,
    name varchar(20),
    PRIMARY KEY (id, name)
);
# 插入数据
insert into student(id, name) values (1, '张三');
# 重复插入主键冲突，此时主键值由id和name两个列共同决定
insert into student(id, name) values (1, '张三');
# 报错：1062 - Duplicate entry '1-张三' for key 'student.PRIMARY'
# 修改id 值插入成功
insert into student(id, name) values (2, '张三');
select * from student;

5.5 FOREIGN KEY 外键约束

外键用于定义主表和从表之间的关系

外健约束定义在从表的列上，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

创建班级表（主表），并初始化数据

sql 复制代码

# 创建班级表（主表），并初始化数据
drop table if exists class;
# 建表
create table class (
    id bigint primary key auto_increment,
    name varchar(20) not null
);
# 初始化数据
insert into class (name) values ('java01'), ('java02'), ('java03'), ('C++01'), 
('C++02');

select * from class;

-- --------------------------------------
# 重构学生表(从表)，加入外键约束
# 语法

drop table if exists student;
# 重构表
create table student(
    id bigint PRIMARY KEY auto_increment, 
    name varchar(20) not null,
    age int DEFAULT 18,
    class_id bigint,
    foreign key (id) REFERENCES class(id) # 创建外键约束
);

# 查看表结构，可以Key列的值为MUL表示外键约束的列
desc student;

# 正常插入数据
# 班级编号在主表中存在
insert into student(name, class_id) values ('张三', 1), ('李四', 2);

select * from student;

5.6 DEFALUT 默认值约束

DEFALUT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

5.7 CHECK 约束

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。

sql 复制代码

drop table if exists student;
# 加⼊CHECK约束
create table student(
    id bigint PRIMARY KEY auto_increment, # 设置⾃增主键
    name varchar(20) not null,
    age int DEFAULT 18,
    gender char(1),
    check (age >= 16),
    check (gender = '男' or gender = '⼥')
);
# 正常插⼊数据
insert into student(name, age, gender) values ('张三', 17, '男'), ('李
四', 19, '⼥');
select * from student;

6 数据库设计------表设计

6.1 范式

数据库的范式是一组规则。在设计关系数据库时，遵从不同的规则要求，设计出合理的关系行数据库库，这些不同的规范要求称为不同的范式。
关系型数据库有六种范式：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。
数据库IO更繁忙------指原本从一个表中可以查出来的数据，这时需要从多个表中查。

6.2 第一范式

定义：

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。
在关系型数据库的设计中国，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不能被称为关系型数据库。

示例：

6.3 第二范式

定义：

在满足第一范式的基础上，不存在非关键字段（非主键字段）对任意候选键（可以理解为主键，唯一键，用来标识数据行）的部分函数依赖。存于表中定义了复合主键（主键包含多个列）的情况下。
候选键：可以唯一标识一行数据的列或者列的组合，可以从候选键中选一个或多个当做表的主键。

示例：

需求：学生可以选修课程，课程有对应的学分，学生考试后每门课程会产生相应的成绩

反例：

不满足第二范式可能出现以下问题：

数据冗余

更新异常
插入异常
删除异常

正例：

6.4 第三范式

定义：

在满足第二范式的基础上，不存在吧非关键字段，对任意候选键的传递依赖。

示例：

要求学生表中记录学生所属的学院，在满足第⼆范式的基础上对学生表做出修改------该需求实际上设计两个实体，一个是学生，一个是学院。

反例：

正例：

6.5 设计过程

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

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

根据E-R图完成SQL语句的编号并创建数据库

6.6 E-R图

E-R图包含以下三种基本组成：实体：指数据对象，用规矩框表示，比如用户、学生、班级等。

属性：实体的特性，用椭圆形或圆角矩形表示，入学生的姓名、年龄。

关系：实体间的联系，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。

6.6.1 一对一（1:1）

6.6.2 一对多（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：

6.6.3 多对多（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：

对于多对多关系，可以使用中间表进行记录，比如⼀个学生参加了某⼀门课程的考试得到了相应的成绩，用E-R图表示如下：

练习：

sql 复制代码

# 设计表
-- ------------ 用户与账户的一对一关系 -----------
# 在用户实体中添加对账户实体的关联
drop table if exists users;
create table users(
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20) not null,
  nickname varchar(20),
  phone_num varchar(11),
  email varchar(50),
  genter tinyint(1),
  account_id bigint
);

drop table if exists account;
create table account(
  id bigint primary key auto_increment,
  username varchar(20) not null,
  password varchar(32) not null
);

# 在账户实体中添加对用户实体的关联
drop table if exists users;
create table users (
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20) not null, 
  nickname varchar(20),
  phone_num varchar(11), 
  email varchar(50),
  gender tinyint(1)
);

drop table if exists account;
create table account (
  id bigint primary key auto_increment,
  username varchar(20) not null,
  password varchar(32) not null,
  users_id bigint
);

-- ------------ 学生与班级的一对多关系 --------------
# 班级表
drop table if exists class;
create table class (
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20)
);
# 学生表
drop table if exists student;
create table student (
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20) not null, 
  sno varchar(10) not null,
  age int default 18,
  gender tinyint(1), 
  enroll_date date,
  class_id bigint
);

-- ------------- 学生、课程与成绩的多对多关系 ------------------
# 学生表
drop table if exists student;
create table student (
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20) not null, 
  sno varchar(10) not null,
  age int default 18,
  gender tinyint(1), 
  enroll_date date,
  class_id bigint,
  foreign key (class_id) references class(id)
);
# 课程表
drop table if exists course;
create table course (
  id bigint primary key auto_increment,
  name varchar(20)
);
# 分数表
drop table if exists score;
create table score (
  id bigint primary key auto_increment,
  score float,
  student_id bigint,
  course_id bigint,
  foreign key (student_id) references student(id),
  foreign key (course_id) references course(id)
);