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数据库约束

约束的定义

约束类型

null约束

unique:唯一约束

default:默认值约束

primary key:主键约束(重要)

foreign key:外键约束(描述两个表之间的关联)

表的设计

一般思路

三大范式

一对一

一对多

​编辑

多对多

​编辑

新增

查询

聚合查询

聚合函数

group by字句

having

联合查询(也称多表查询)

内连接

外连接

自连接

子查询

合并查询

---

数据库约束

约束的定义

定义:创建表时,给这个表制定一些规则,后续插入/修改/删除都要保证数据能够遵守这些规则.

引入约束的规则,是为了更强的数据检查/校验.数据一定要保证正确性.(如果后续插入/修改的数据不符合要求,就会报错)

执行效率(代码在机器上跑的快不快)

开发效率(程序员写代码所花费的时间)

我们讲约束也是牺牲了执行效率,换来了开发效率.因为开发效率更重要:因为人力成本高于机器硬件成本.

约束类型

共分为not null, unique, default, primary key, check这几种

null约束

定义:指示某列不能存储null值

在创建表时,就是指定某列不为空,当指定列插入null会报错

-- 重新设置学生表结构 DROP TABLE IF EXISTS student; CREATE TABLE student (   id INT NOT NULL ,   sn INT ,   name VARCHAR ( 20 ),   qq_mail VARCHAR ( 20 ) );

unique:唯一约束

定义:保证某列的每行必须有唯一的值.

指定sn为唯一的,不重复的(即在这一列都不会出现):

-- 重新设置学生表结构 DROP TABLE IF EXISTS student; CREATE TABLE student (   id INT NOT NULL ,   sn INT UNIQUE,   name VARCHAR ( 20 ),   qq_mail VARCHAR ( 20 ) );

default:默认值约束

定义:规定没有给列赋值时赋默认值.(默认情况下的默认值设置为null)

指定插入数据时,name列为空,默认值为unknown

-- 重新设置学生表结构 DROP TABLE IF EXISTS student; CREATE TABLE student (   id INT NOT NULL ,   sn INT UNIQUE,   name VARCHAR ( 20 ) DEFAULT 'unkown' ,   qq_mail VARCHAR ( 20 ) );

primary key:主键约束(重要)

定义:not null和unique的结合.确保某列(或两个列,多个列的组合)有唯一标识(就是一个记录的身份标识),有助于更容易更快速地找到表中的一个特定记录.(通常用xxx id作为主键,通常一个表中只有一个主键).

指定id列为主键:

-- 重新设置学生表结构 DROP TABLE IF EXISTS student; CREATE TABLE student (   id INT NOT NULL PRIMARY KEY,   sn INT UNIQUE,   name VARCHAR ( 20 ) DEFAULT 'unkown' ,   qq_mail VARCHAR ( 20 ) );

自增主键的介绍:auto_increment(对id(主键)的+1操作) 不需要用户自己指定(可以放个null),可交给数据库进行分配(1,2,3...) 其实,程序员可以自行设定id亦可 每次使用null方式插入自增主键时,都是数据库根据这一列的最大值,在这个基础上,继续递增,不会重复利用之前上述的自增主键,只能在当前单个数据库下生效 如果数据库是由多个mysql服务器构成集群时,自增主键就无效了 在实际业务当中,引入的主键是不希望重复的.

id INT PRTMARY KEY auto_increment,

foreign key:外键约束(描述两个表之间的关联)

定义:保证一个表中的数据匹配另一个表中的值的参照完整性. 外键用于关联其他表的主键或者唯一键,语法:

foreign key (字段名) references 主表(列) -- 字段名是指本表的哪个列 -- 主表是指被关联的表 -- 列就是被关联的表的哪个列

注:外键约束是写到最后,把前面的定义好之后,在最后通过foreign key创建外键约束. 案例: 创建班级表classes,id为主键:

-- 创建班级表，有使用 MySQL 关键字作为字段时，需要使用 `` 来标识 DROP TABLE IF EXISTS classes; CREATE TABLE classes (         id INT PRIMARY KEY auto_increment,         name VARCHAR ( 20 ),         `desc` VARCHAR ( 100 ) );

设计要求:学生表中的class_id都在班级表中存在 创建学生表student,一个学生对应一个班级,一个班级对应多少学生.使用id为主键,classes_id为外键,关联班级表id

-- 重新设置学生表结构 DROP TABLE IF EXISTS student; CREATE TABLE student (   id INT PRIMARY KEY auto_increment,   sn INT UNIQUE,   name VARCHAR ( 20 ) DEFAULT 'unkown' ,   qq_mail VARCHAR ( 20 ), classes_id int , FOREIGN KEY (classes_id) REFERENCES classes(id) ); 

1.把约束别的表的表称为"父表".

   把被约束的表,称为"子表".

2.外键约束,也是双向的,要想删除父表的记录,就必须先删除子表中的相关数据,以确保子表中没有数据.

3.使用外键约束时,操作子表,要查询父表;操作父表,也要查询子表.子表和父表中被引用的列都要带有"索引".表里有了主键之后,就会自动创建出索引,加快查询速度

4.扩展知识:对电脑上的文件进行删除,也只是逻辑上的删除,不是真的删除.把文件删除掉,其实也是在系统中,把硬盘对应的盘块数据标记为无效了(所以不是真正意义上的删除) 

表的设计

一般思路

 1.先根据需求,找到实体(一些关键性质的对象),梳理清需求,提取出关键字的名字,一般来说,每个实体,都得安排个表.

2.梳理实体间的关系(不同关系下,有不同设计表的方式),造句,向里面套,能套上哪个,就用哪种方式创建数据表(定式)

三大范式

一对一

方案一:搞一个大表,把这些信息都放在一起(前提是这两个表都很简单(即列很少,可以考虑合并))

方案二:分两个表,使用id引用过来,建立联系(可用于表很复杂的情况) 

一对多

多对多

创建课程表

-- 创建课程表 DROP TABLE IF EXISTS course; CREATE TABLE course (   id INT PRIMARY KEY auto_increment,   name VARCHAR ( 20 ) );

创建学生课程中间表,考试成绩表

-- 创建课程学生中间表：考试成绩表 DROP TABLE IF EXISTS score; CREATE TABLE score (   id INT PRIMARY KEY auto_increment,   score DECIMAL ( 3 , 1 ),   student_id int ,   course_id int ,   FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),   FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id) );

新增

插入查询结果

语法(将插入语句和查询语句结合到一起了):

insert into table_name [(column [, column...])] select ... 

-- 查询结果的集合就代替了values

案例:创建一张用户表,设计有name姓名,email邮箱,sex性别,mobile手机号字段.需要把已有的学生数据复制进来,可以复制的字段有name, qq_mail.

-- 创建用户表 DROP TABLE IF EXISTS test_user; CREATE TABLE test_user (   id INT primary key auto_increment,   name VARCHAR ( 20 ) comment ' 姓名 ' ,   age INT comment ' 年龄 ' ,   email VARCHAR ( 20 ) comment ' 邮箱 ' , sex varchar ( 1 ) comment ' 性别 ' , mobile varchar ( 20 ) comment ' 手机号 ' ); -- 将学生表中的所有数据复制到用户表 insert into test_user(name, email) select name, qq_mail from student;

查询

聚合查询

定义:就是"行和行"之间的运算,但此处行之间的运算具有一定限制,不像表达式查询(表达式查询是操作列).

聚合函数

使用聚合函数时,列和列之间,已经被"打散了",如果查询中包含聚合函数,和非聚合的列,各自是各自的.大部分情况,聚合的列和非聚合的列是不能混用的,一种情况除外(group by(后面讲))

函数	说明
count([distinct] expr)	返回查询到数据的数量
sum([distinct] expr)	返回查询到的数据的总和,不是数字则没有意义
avg([distinct] expr)	返回查询到数据的平均值,不是数字则没有意义
max([distinct] expr)	返回查询到数据的最大值,不是数字则没有意义
min([distinct] expr)	返回查询到数据的最小值,不是数字则没有意义

案例:

count:

-- 统计班级共有多少同学 SELECT COUNT (*) FROM student; SELECT COUNT ( 0 ) FROM student; -- 统计班级收集的 qq_mail 有多少个， qq_mail 为 NULL 的数据不会计入结果 SELECT COUNT (qq_mail) FROM student;

注意:当使用count(*) 时,即使是全为null的行,也会被记录次数         当使用count(列名)时,如果中间有为null的行,则不会被记录次数

sum:

-- 统计数学成绩总分 SELECT SUM (math) FROM exam_result; -- 不及格 < 60 的总分，没有结果，返回 NULL SELECT SUM (math) FROM exam_result WHERE math < 60 ;

注意: 1.sum函数会将null自动忽略 2.sql很多时候会将字符串当作数字进行算术运算,都会将字符串转为数字 (eg.允许"100"转换为100)

avg:

-- 统计平均总分 SELECT AVG (chinese + math + english) 平均总分 FROM exam_result;

max:

-- 返回英语最高分

SELECT MAX (english) FROM exam_result;

min:

-- 返回 > 70 分以上的数学最低分 SELECT MIN (math) FROM exam_result WHERE math > 70 ;

group by字句

在select中使用group by可以对指定列进行分组查询.需要满足:使用group by进行分组查询时,select指定的字段必须是"分组依据字段", 其它字段如想出现在select中,必须包含在聚合函数中.

实际效果就是把这个指定的列,值相同的记录划分到一组,针对这些组就可以分别聚合查询了,分组操作,往往是和"聚合"配合使用的.

select column1, sum(column2), .. from table group by column1,column3;

 -- column1是分组依据

案例:

准备测试表及数据:职员表,有id(主键), name(姓名), role(角色), salary(薪水)

create table emp( id int primary key auto_increment, name varchar ( 20 ) not null , role varchar ( 20 ) not null , salary numeric ( 11 , 2 ) ); insert into emp(name, role, salary) values ( ' 马云 ' , ' 服务员 ' , 1000.20 ), ( ' 马化腾 ' , ' 游戏陪玩 ' , 2000.99 ), ( ' 孙悟空 ' , ' 游戏角色 ' , 999.11 ), ( ' 猪无能 ' , ' 游戏角色 ' , 333.5 ), ( ' 沙和尚 ' , ' 游戏角色 ' , 700.33 ), ( ' 隔壁老王 ' , ' 董事长 ' , 12000.66 );

查询每个角色的最高工资,最低工资和平均工资

select role,max(salary),min(salary),avg(salary) from emp group by role;

having

group字句进行分组之后,需要对分组结果再进行条件过滤时,不能使用where语句,而需要用having语句.(即分组之前的条件,使用where表示;分组之后的条件,使用having表示)

显示平均工资低于1500的角色和它的平均工资

select role,max(salary),min(salary),avg(salary) from emp group by role having avg(salary)< 1500 ;

联合查询(也称多表查询)

所谓多表联合查询,核心操作为笛卡尔积,然后指定一些条件之类的,来实现需求中的一些查询结果.

实际开发中往往数据来自不同的表,所以需要多表联合查询.多表查询是对多张表的数据取笛卡尔积:

笛卡尔积列数为之前列数之和,行数为两个表的行数之积.

但实际上,笛卡尔积得到的结果,绝大部分是无效数据.

 注意:关联查询可以对关联表使用别名.

让我们来看一下下面的案例(可以尝试自己敲一下):

insert into classes(name, `desc`) values ( ' 计算机系 2019 级 1 班 ' , ' 学习了计算机原理、 C 和 Java 语言、数据结构和算法 ' ), ( ' 中文系 2019 级 3 班 ' , ' 学习了中国传统文学 ' ), ( ' 自动化 2019 级 5 班 ' , ' 学习了机械自动化 ' ); insert into student(sn, name, qq_mail, classes_id) values ( '09982' , ' 黑旋风李逵 ' , 'xuanfeng@qq.com' , 1 ), ( '00835' , ' 菩提老祖 ' , null , 1 ), ( '00391' , ' 白素贞 ' , null , 1 ), ( '00031' , ' 许仙 ' , 'xuxian@qq.com' , 1 ), ( '00054' , ' 不想毕业 ' , null , 1 ), ( '51234' , ' 好好说话 ' , 'say@qq.com' , 2 ), ( '83223' , 'tellme' , null , 2 ), ( '09527' , ' 老外学中文 ' , 'foreigner@qq.com' , 2 ); ); insert into course(name) values ( 'Java' ),( ' 中国传统文化 ' ),( ' 计算机原理 ' ),( ' 语文 ' ),( ' 高阶数学 ' ),( ' 英文 '); insert into score(score, student_id, course_id) values -- 黑旋风李逵 ( 70.5 , 1 , 1 ),( 98.5 , 1 , 3 ),( 33 , 1 , 5 ),( 98 , 1 , 6 ), -- 菩提老祖 ( 60 , 2 , 1 ),( 59.5 , 2 , 5 ), -- 白素贞 ( 33 , 3 , 1 ),( 68 , 3 , 3 ),( 99 , 3 , 5 ), -- 许仙 ( 67 , 4 , 1 ),( 23 , 4 , 3 ),( 56 , 4 , 5 ),( 72 , 4 , 6 ), -- 不想毕业 ( 81 , 5 , 1 ),( 37 , 5 , 5 ), -- 好好说话 ( 56 , 6 , 2 ),( 43 , 6 , 4 ),( 79 , 6 , 6 ), -- tellme ( 80 , 7 , 2 ),( 92 , 7 , 6 );

注意:在进行多表查询时,始终贯穿着这四部曲(由繁入简),筛选出符合条件的数据:

1.笛卡尔积 2.连接条件 3.根据需求指定其他条件(筛选行) 4.针对列进行精简(筛选列)

内连接

定义:是内连接查询中一种特殊的等值连接，所谓的自连接就是指表与其自己当前表进行连接。自己和自己做连接。

语法:

select 字段 from 表1 别名1 [inner] join 表2  别名2 on  连接条件 and 其他条件;

select 字段 from 表1 别名1,表2 别名2 where 连接条件 and 其他条件;(个人最推荐第二种,嘎嘎好用)

案例:

(1)查询许仙同学的成绩

select sco .score from student stu inner join score sco on stu .id =sco .student_id and stu .name = ' 许仙 ' ; -- 或者 select sco .score from student stu, score sco where stu .id =sco .student_id and stu .name = ' 许仙 ' ;

(2)查询所有同学的总成绩,以及同学的个人信息

-- 成绩表对学生表是多对 1 关系，查询总成绩是根据成绩表的同学 id 来进行分组的 SELECT stu .sn , stu .NAME , stu .qq_mail , sum( sco .score ) FROM student stu JOIN score sco ON stu .id = sco .student_id GROUP BY sco .student_id ;

(3)查询所有同学的成绩,以及同学的个人信息:

-- 查询出来的都是有成绩的同学， “ 老外学中文 ” 同学 没有显示 select * from student stu join score sco on stu .id =sco .student_id ; -- 学生表、成绩表、课程表 3 张表关联查询 SELECT stu .id , stu .sn , stu .NAME , stu .qq_mail , sco .score , sco .course_id , cou .NAME FROM student stu JOIN score sco ON stu .id = sco .student_id JOIN course cou ON sco .course_id = cou .id ORDER BY         stu.id;

外连接

外连接分为左外连接和右外连接.如果联合查询,左侧的表完全显示我们就说是左外连接;右侧的表完全显示我们就说是右外连接. 外连接也是多表查询的一种表现形式,一般使用比较少,属于特殊情况特殊处理. 

语法:

-- 左外连接,表一完全显示

select 字段名 from 表名1 left join 表名2 on 连接条件;

-- 右外连接,表二完全显示

select 字段名 from 表名1 right join 表名2 on 连接条件;

为了形象展示内连接,左外连接和右外连接的区别,下面我们来看这一组图:

案例:查询所有学生的成绩,及同学的个人信息,如果该同学没有成绩,也需要显示

-- “ 老外学中文 ” 同学 没有考试成绩，也显示出来了 select * from student stu left join score sco on stu .id =sco .student_id ; -- 对应的右外连接为： select * from score sco right join student stu on stu .id =sco .student_id ; -- 学生表、成绩表、课程表 3 张表关联查询 SELECT stu .id , stu .sn , stu .NAME , stu .qq_mail , sco .score , sco .course_id , cou .NAME FROM student stu LEFT JOIN score sco ON stu .id = sco .student_id LEFT JOIN course cou ON sco .course_id = cou .id ORDER BY stu .id ;

自连接

顾名思义,自连接就是指在同一张表中进行查询.

案例:

显示所有"计算机原理"成绩比"Java"成绩高的成绩信息(在这个例子中,要想完成不同科目的比较,就需要比较行之间的大小,因为sql是无法实现这个功能的,所以只能将行转为列)

-- 先查询 “ 计算机原理 ” 和 “Java” 课程的 id select id,name from course where name= 'Java' or name= ' 计算机原理 ' ; -- 让我们使用四部曲来写一下 (1)将所有内容进行笛卡尔积 select * from score as s1, score as s2; (2)连接条件:两张表student_id相同 select * from score as s1, score as s2 where s1.student_id = s2.student_id; (3)只筛选出要比较的课程id的数据  select * from score as s1, score as s2 where s1.student_id = s2.student_id and s1.course_id = 3 and s2.course_id = 1; (4)找出结果  select * from score as s1, score as s2 where s1.student_id = s2.student_id and s1.course_id = 3 and s2.course_id = 1 and s1.score > s2.score;

子查询

子查询是指嵌入在其它sql语句中的select语句,也叫嵌套查询(这个查询方法虽然很装逼但不建议用,所以了解这个即可,自己写的时候尽量不要这样写)

举个例子:查询与"不想毕业"同班的同学:

select * from student where classes_id=( select classes_id from student where name= ' 不想毕业 ' );

合并查询

在实际应用中,为了合并多个select的执行结果,可以使用集合操作符union, union all.使用union和union all时,前后查询结果集中,字段需要一致.(合并查询其实用的很少,了解即可)

案例:查询id 小于3,或者名字为英文的课程

select * from course where id< 3 union select * from course where name= ' 英文 ' ; -- 或者使用 or 来实现 select * from course where id< 3 or name= ' 英文 ' ;