数据库设计精要：完整性和范式理论

数据的完整性

实体的完整性

加主键，保证一个表中每一条数据 和其他条目不同。

主键

实体完整性确保表中的每一行都是唯一的，并且具有唯一的标识符（通常是一个主键）。这意味着在表中不能有重复的行，并且主键字段不能包含NULL值。

主键

在SQL中，主键（Primary Key）是一个或多个字段的组合，用于唯一标识数据库表中的每一行记录。其具备以下特点：

1. 唯一： 主键的值必须是唯一的，不允许有重复的值。
2. 非空：主键字段不能包含NULL值
3. 主键可以加快查询速度：主键在创建时会自动建立索引，这有助于提高查询速度。

在一个标准，存储数据的时候，逻辑上我们认为一行数据是一个不可拆分的整体，要求（不是语法要求，是约定俗成的数据库使用规范）每一行数据和另一行不要重复，所以我们在上面的创建表的时候，就给了一个id，准备用它来充当“唯一标识”、

主键的定义：SQL语法 primary key

我们可以给表中的某一列设置为主键，

成为主键之后有两个特点：（1）不允许为null，（2）不允许在表中重复

CREATE TABLE `test`(
	`id` int  primary key,
    `name` varchar(255),
    `gender` char(1)
);

-- 或者

CREATE TABLE `test`(
	`id` int,
    `name` varchar(255),
    `gender` char(1)，
    primary key(id)
);

-- 如果一个表表在创建的时候没有主键，增加主键的sql  -- 使用上：没有任何意义，
-- alter table 表名 add primary key(主键列);
alter table user add primary key (id);

-- 联合主键：复合主键（不建议）。这意味着id和name的组合在table_primary3表中表示主键。
CREATE TABLE table_primary3(
	id INT(11),
    name VERCHAR(25),
    job VERCHAR(25),
    salary FLOAT,
    PRIMARY KEY(id, name)
);

insert into test values(1, 'zl', '男');	-- 如果有id 1，就会插入报错。

如果要解决正确的步骤就是先查表，看哪个id没有使用，然后插入的时候再插入

-- 使用sql语句解决

-- 在创建表时
CREATE TABLE `test`(
	`id` int  primary key AUTO_INCREMENT,
    `name` varchar(255),
    `gender` char(1)
);

-- 插入
-- 服务器接收sql语句，插入NULL对应id，发现id为主键，然后看是否自增，如果不是自增就会报错，有自增会选取一个自增值
insert into test values(null, 'zl', '男');

域完整性

设计某些列，类型要合适，范围要合适

储存数据的时候，存储的内容要符合列的类型的设置

参照完整性

在关系型数据库中，一个表的数据可能依赖于另一个表的数据而存在，或者说两个表的数据存在关联，所以我们希望这种关联/参照,具有一致性（要修改的是同步进行变化）。

外键只是保证参照完整性的一种方式

外键

强制绑定两个具有参照的表的字段。

也就是将一个表的外键绑定为另一个表的主键

在对一个表中的键进行修改时，可能会另一个关联表中进行全局扫描，因为要查看在另一个表中是否在使用。并且主键的扫描次数会少，性能高一点，但是外键的查找性能会低很多。

（修改主键值时，数据库需要检查所有关联的外键约束。如果外键列没有索引，会导致全表扫描，性能较差；而主键由于自带唯一索引，查找效率较高。因此，在设计数据库时，应避免频繁修改主键，并为外键创建索引以提高查询性能）

外键是 MySQL 中用于建立和加强两个表数据之间链接的一种约束。下面我来介绍它的使用方法：

创建外键

在创建表时，可以通过以下方式定义外键：

CREATE TABLE 表名(
    字段1 数据类型,
    字段2 数据类型,
    ...
    [CONSTRAINT 外键约束名] FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表名(主键字段名)
);

举个例子：

CREATE TABLE department (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

CREATE TABLE employee (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    department_id INT,
    FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES department(id)
);

删除外键

可以使用 ALTER TABLE 语句来删除外键约束：

ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键约束名;

要留意的是，外键约束名可以通过查看表结构获取，也能在创建外键时自行定义。

外键约束选项

在外键定义中，还能够添加 ON UPDATE 和 ON DELETE 子句，以此来定义当主表中的记录被更新或者删除时，从表应该执行的操作。常见的选项如下：

• ON DELETE CASCADE：主表记录删除时，从表相关记录自动删除。
• ON UPDATE CASCADE：主表记录更新时，从表相关记录自动更新。
• ON DELETE SET NULL：主表记录删除时，从表相关字段设为 NULL（要求该字段允许 NULL 值）。
• ON UPDATE SET NULL：主表记录更新时，从表相关字段设为 NULL。

示例如下：

CREATE TABLE employee (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    department_id INT,
    FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES department(id)
        ON DELETE CASCADE
        ON UPDATE CASCADE
);

使用外键的注意事项

1. 主表和从表的字段数据类型要保持一致。
2. 主表的字段必须是主键或者具有唯一约束。
3. InnoDB 存储引擎才支持外键，MyISAM 不支持。
4. 外键会对数据的插入、更新和删除操作产生影响，可能会导致性能下降。
5. 要避免出现循环外键约束，不然会造成死锁的情况。

多表设计/多表理论

一对一和一对多

一对一的表很少见，因为在理论上可以合并为一张表。

多对多

多对多的两张表一般需要一个中间对照表来连接两个表之间的关系。

依靠中间表，来将多对多的两张表，进行连接，对应下面就是：学生信息与对照表是一对多的关系，剧本表与对照表是一对多的关系，学生信息表与剧本表是多对多的关系。

数据库的设计范式

第一范式：原子性

第二范式：唯一性

不存在部分依赖（不能是组合唯一，就是使用联合主键）必须为某一列作为主键设置唯一。

第三范式：不冗余性