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🦄 本文由 程序喵正在路上 原创，CSDN首发！
💖 系列专栏：👉JavaWeb从入门到实战
🌠 首发时间：2022年8月22日
✅ 如果觉得博主的文章还不错的话，希望小伙伴们三连支持一下哦

一、学习目标

• 掌握约束的使用
• 掌握表关系及建表原则
• 重点掌握多表查询操作
• 掌握事务操作

二、约束

观察上表，我们可以发现表中的数据存在一些问题：

• id 列一般是用来标示数据的唯一性，而上表中有三条数据的 id 为 1，并且马花疼没有 id
• 第一行马运的 math (数学成绩) 是 -5，成绩不可能为负数
• 第四行柳白的 age 列的数据是 3000，而人不可能活到 3000 岁
• 第五行柳青的 english 列 (英文成绩) 值为 null，而成绩即使没考也应该是 0 分

针对上述数据问题，我们可以从数据库层面来解决，即在添加数据的时候进行限制，这就是约束

1 - 约束概述

• 约束是作用于表中列上的规则，用于限制加入表的数据

  例如：我们可以给 id 列加约束，让其值不能重复，不能为 null 值

• 约束的存在保证了数据库中数据的正确性、有效性和完整性

  添加约束可以在添加数据的时候就限制不正确的数据，比如年龄是 3000，数学成绩是 -5 分这样无效的数据，继而保障数据的完整性

2 - 约束的分类

• ① 非空约束： 关键字是 NOT NULL

  保证列中所有的数据不能有 null 值

  例如：添加非空约束后，id 列在添加 马花疼 这条数据时就不能成功

  • 语法

  • 添加约束

    -- 创建表时添加非空约束
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型 NOT NULL,
       …
    ); 
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    -- 建完表后添加非空约束
    ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 数据类型 NOT NULL;
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  • 删除约束

    ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 数据类型;
    1

• ② 唯一约束：关键字是 UNIQUE

  保证列中所有数据各不相同

  例如：id 列中三条数据的值都是 1，这样的数据在添加时是绝对不允许的

  • 语法

  • 添加约束

    -- 创建表时添加唯一约束
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型 UNIQUE [AUTO_INCREMENT],
       -- AUTO_INCREMENT: 当不指定值时自动增长
       …
    ); 
    
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型,
       …
       [CONSTRAINT] [约束名称] UNIQUE(列名)
    ); 
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    -- 建完表后添加唯一约束
    ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 数据类型 UNIQUE;
    1
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  • 删除约束

    ALTER TABLE 表名 DROP INDEX 字段名;
    1

• ③ 主键约束： 关键字是 PRIMARY KEY

  主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一。一般我们都会给每张表添加一个主键列用来唯一标识数据，

  例如：上表中 id 就可以作为主键，来标识每条数据。那么这样就要求数据中 id 的值不能重复，同时不能为 null 值

  • 语法

  • 添加约束

    -- 创建表时添加主键约束
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型 PRIMARY KEY [AUTO_INCREMENT],
       …
    ); 
    
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型,
       [CONSTRAINT] [约束名称] PRIMARY KEY(列名)
    ); 
    
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    -- 建完表后添加主键约束
    ALTER TABLE 表名 ADD PRIMARY KEY(字段名);
    1
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  • 删除约束

    ALTER TABLE 表名 DROP PRIMARY KEY;
    1

• ④ 检查约束： 关键字是 CHECK

  保证列中的值满足某一条件

  例如：我们可以给 age 列添加一个范围，最低年龄可以设置为 1，最大年龄就可以设置为 300，这样的数据才更合理些

  注意：MySQL 并不支持检查约束

  问：那这样是不是就没办法保证年龄在指定的范围内了？
  答：从数据库层面不能保证，我们可以在 java 代码中进行限制，一样也可以实现要求

• ⑤ 默认约束： 关键字是 DEFAULT

  保存数据时，未指定值则采用默认值

  例如：我们在给 english 列添加该约束，指定默认值是 0，这样在添加数据时没有指定具体值时就会采用默认给定的 0

  • 语法

  • 添加约束

    -- 创建表时添加默认约束
    CREATE TABLE 表名(
       列名 数据类型 DEFAULT 默认值,
       …
    ); 
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    -- 建完表后添加默认约束
    ALTER TABLE 表名 ALTER 列名 SET DEFAULT 默认值;
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  • 删除约束

    ALTER TABLE 表名 ALTER 列名 DROP DEFAULT;
    1

• ⑥ 约束练习

  根据需求，为表添加合适的约束

  -- 员工表
  CREATE TABLE emp (
  	id INT,  -- 员工id，主键且自增长
      ename VARCHAR(50), -- 员工姓名，非空且唯一
      joindate DATE,  -- 入职日期，非空
      salary DOUBLE(7,2),  -- 工资，非空
      bonus DOUBLE(7,2)  -- 奖金，如果没有奖金默认为0
  );
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  上面一定给出了具体的要求，我们可以根据要求创建这张表，并为每一列添加对应的约束。建表语句如下：

  DROP TABLE IF EXISTS emp;
  
  -- 员工表
  CREATE TABLE emp (
    id INT PRIMARY KEY, -- 员工id，主键且自增长
    ename VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE, -- 员工姓名，非空并且唯一
    joindate DATE NOT NULL , -- 入职日期，非空
    salary DOUBLE(7,2) NOT NULL , -- 工资，非空
    bonus DOUBLE(7,2) DEFAULT 0 -- 奖金，如果没有奖金默认为0
  );
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  通过上面语句可以创建带有约束的 emp 表，约束能不能发挥作用呢？

  接下来我们一一进行验证，先添加一条没有问题的数据

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(1,'张三','1999-11-11',8800,5000);
  1

  验证主键约束，非空且唯一

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(null,'张三','1999-11-11',8800,5000);
  1

  执行结果如下：

  
  从上面的结果可以看到，字段 id 不能为null，那我们重新添加一条数据，如下：

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(1,'张三','1999-11-11',8800,5000);
  1

  执行结果如下：

  
  从上面结果可以看到，1 这个值重复了。所以主键约束是用来限制数据非空且唯一的

  那我们再添加一条符合要求的数据

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(2,'李四','1999-11-11',8800,5000);
  1

  执行结果如下：

  

  验证非空约束

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(3,null,'1999-11-11',8800,5000);
  1

  执行结果如下：

  

  从上面结果可以看到，ename 字段的非空约束生效了

  验证唯一约束

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(3,'李四','1999-11-11',8800,5000);
  1

  执行结果如下：

  

  从上面结果可以看到，ename 字段的唯一约束生效了。

  验证默认约束

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary) values(3,'王五','1999-11-11',8800);
  1

  执行完上面语句后查询表中数据，如下图可以看到王五这条数据的 bonus 列就有了默认值 0

  

  注意：默认约束只有在不给值时才会采用默认值。如果给了null，那值就是null值。

  如下：

  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(4,'赵六','1999-11-11',8800,null);
  1

  执行完上面语句后查询表中数据，如下图可以看到赵六这条数据的 bonus 列的值是 null

  

  验证自动增长： auto_increment 当列是数字类型 并且唯一约束

  重新创建 emp 表，并给 id 列添加自动增长

  DROP TABLE IF EXISTS emp;
  
  -- 员工表
  CREATE TABLE emp (
    id INT PRIMARY KEY auto_increment, -- 员工id，主键且自增长
    ename VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE, -- 员工姓名，非空并且唯一
    joindate DATE NOT NULL , -- 入职日期，非空
    salary DOUBLE(7,2) NOT NULL , -- 工资，非空
    bonus DOUBLE(7,2) DEFAULT 0 -- 奖金，如果没有奖金默认为0
  );
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  接下来给 emp 添加数据，分别验证不给 id 列添加值以及给 id 列添加 null 值，id 列的值会不会自动增长：

  INSERT INTO emp(ename,joindate,salary,bonus) values('赵六','1999-11-11',8800,null);
  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(null,'赵六2','1999-11-11',8800,null);
  INSERT INTO emp(id,ename,joindate,salary,bonus) values(null,'赵六3','1999-11-11',8800,null);
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  执行结果如下：

• ⑦ 外键约束： 关键字是 FOREIGN KEY

  外键用来让两个表的数据之间建立链接，保证数据的一致性和完整性

  怎么理解上面的概念呢？

  如下图有两张表，员工表和部门表：

  

  员工表中的 dep_id 字段是部门表的 id 字段关联，也就是说 1 号学生张三属于 1 号部门研发部的员工。现在我要删除 1 号部门，就会出现错误的数据（员工表中属于 1 号部门的数据）。而我们上面说的两张表的关系只是我们认为它们有关系，此时需要通过外键让这两张表产生数据库层面的关系，这样你要删除部门表中的 1 号部门的数据将无法删除

• 语法

  • 添加外键约束

  -- 创建表时添加外键约束
  CREATE TABLE 表名(
     列名 数据类型,
     …
     [CONSTRAINT] [外键名称] FOREIGN KEY(外键列名) REFERENCES 主表(主表列名) 
  ); 
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  -- 建完表后添加外键约束
  ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名称) REFERENCES 主表名称(主表列名称);
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  • 删除外键约束

  ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;
  1

• 练习

  根据上述语法创建员工表和部门表，并添加外键约束：

  -- 删除表
  DROP TABLE IF EXISTS emp;
  DROP TABLE IF EXISTS dept;
  
  -- 部门表
  CREATE TABLE dept (
  	id INT PRIMARY KEY auto_increment,
  	dep_name VARCHAR(20),
  	addr VARCHAR(20)
  );
  
  -- 员工表
  CREATE TABLE emp (
  	id INT PRIMARY KEY auto_increment,
  	name VARCHAR(20),
  	age INT,
  	dep_id INT,
  
  	-- 添加外键 dep_id 关联 dept 表的 id 主键
  	CONSTRAINT fk_emp_dept FOREIGN KEY(dep_id) REFERENCES dept(id)
  );
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  添加数据：

  -- 添加2个部门
  INSERT INTO dept (dep_name, addr)
  VALUES
  	('研发部', '广州'),
  	('销售部', '深圳');
  
  -- 添加员工，dep_id 表示员工所在的部门
  INSERT INTO emp (NAME, age, dep_id)
  VALUES
  	('张三', 20, 1),
  	('李四', 20, 1),
  	('王五', 20, 1),
  	('赵六', 20, 2),
  	('孙七', 22, 2),
  	('周八', 18, 2);
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  此时删除 研发部 这条数据，会发现无法删除：

  -- 删除研发部
  DELETE FROM dept WHERE dep_name = '研发部';
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  2

  

  删除外键：

  ALTER TABLE emp DROP FOREIGN KEY fk_emp_dept;
  1

  重新添加外键：

  ALTER TABLE emp ADD CONSTRAINT fk_emp_dept FOREIGN KEY(dep_id) REFERENCES dept(id);
  1

三、数据库设计

1 - 数据库设计简介

• 软件的研发步骤
  

• 数据库设计概念

  • 数据库设计就是根据业务系统的具体需求，结合我们所选用的 DBMS，为这个业务系统构造出最优的数据存储模型
  • 建立数据库中的表结构以及表与表之间的关联关系的过程
  • 有哪些表？表里有哪些字段？表和表之间有什么关系？

• 数据库设计的步骤

  • 需求分析（数据是什么? 数据具有哪些属性? 数据与属性的特点是什么?）

  • 逻辑分析（通过 ER 图对数据库进行逻辑建模，不需要考虑我们所选用的数据库管理系统）

    如下图就是 ER(Entity/Relation) 图：

  

  • 物理设计（根据数据库自身的特点把逻辑设计转换为物理设计）

  • 维护设计（对新的需求进行建表；表优化）

• 表关系

  • 一对一

    • 如：用户和用户详情
    • 一对一关系多用于表拆分，将一个实体中经常使用的字段放一张表，不经常使用的字段放另一张表，用于提升查询性能

  • 一对多

    • 如：部门和员工

    • 一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门，如下图：

      

  • 多对多

    • 如：商品和订单

    • 一个商品对应多个订单，一个订单包含多个商品

2 - 表关系：一对一

• 一对一

  • 如：用户和用户详情
  • 一对一关系多用于表拆分，将一个实体中经常使用的字段放一张表，不经常使用的字段放另一张表，用于提升查询性能

• 实现方式

  在任意一方加入外键，关联另一方主键，并且设置外键为唯一(UNIQUE)

• 案例

  我们以用户表举例：
  
  而在真正使用过程中发现 id、photo、nickname、age、gender 字段比较常用，此时就可以将这张表查分成两张表
  
  建表语句如下：

  create table tb_user_desc (
  	id int primary key auto_increment,
  	city varchar(20),
  	edu varchar(10),
  	income int,
  	status char(2),
  	des varchar(100)
  );
  
  create table tb_user (
  	id int primary key auto_increment,
  	photo varchar(100),
  	nickname varchar(50),
  	age int,
  	gender char(1),
  	desc_id int unique,
  	
  	-- 添加外键
  	CONSTRAINT fk_user_desc FOREIGN KEY(desc_id) REFERENCES tb_user_desc(id)	
  );
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3 - 表关系：一对多

• 一对多

  • 如：部门和员工
  • 一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门

• 实现方式

  在多的一方建立外键，指向一的一方的主键

• 案例

  我们还是以员工表和部门表举例：

  

  经过分析，员工表属于多的一方，而部门表属于一的一方，此时我们会在员工表中添加一列（dep_id），指向于部门表的主键（id）：

  

  建表语句如下：

  -- 删除表
  DROP TABLE IF EXISTS tb_emp;
  DROP TABLE IF EXISTS tb_dept;
  
  -- 部门表
  CREATE TABLE tb_dept(
  	id int primary key auto_increment,
  	dep_name varchar(20),
  	addr varchar(20)
  );
  -- 员工表 
  CREATE TABLE tb_emp(
  	id int primary key auto_increment,
  	name varchar(20),
  	age int,
  	dep_id int,
  
  	-- 添加外键 dep_id 关联 dept 表的 id 主键
  	CONSTRAINT fk_emp_dept FOREIGN KEY(dep_id) REFERENCES tb_dept(id)	
  );
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4 - 表关系：多对多

• 多对多

  • 如：商品和订单
  • 一个商品对应多个订单，一个订单包含多个商品

• 实现方式

  建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键

• 案例

  我们以订单表和商品表举例：
  
  经过分析，订单表和商品表都属于多的一方，此时需要创建一个中间表，在中间表中添加订单表的外键和商品表的外键指向两张表的主键：

  

  建表语句如下：

  -- 删除表
  DROP TABLE IF EXISTS tb_order_goods;
  DROP TABLE IF EXISTS tb_order;
  DROP TABLE IF EXISTS tb_goods;
  
  -- 订单表
  CREATE TABLE tb_order(
  	id int primary key auto_increment,
  	payment double(10,2),
  	payment_type TINYINT,
  	status TINYINT
  );
  
  -- 商品表
  CREATE TABLE tb_goods(
  	id int primary key auto_increment,
  	title varchar(100),
  	price double(10,2)
  );
  
  -- 订单商品中间表
  CREATE TABLE tb_order_goods(
  	id int primary key auto_increment,
  	order_id int,
  	goods_id int,
  	count int
  );
  
  -- 建完表后，添加外键
  alter table tb_order_goods add CONSTRAINT fk_order_id FOREIGN key(order_id) REFERENCES tb_order(id);
  alter table tb_order_goods add CONSTRAINT fk_goods_id FOREIGN key(goods_id) REFERENCES tb_goods(id);
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5 - 数据库设计案例

根据下图设计表及表和表之间的关系：

经过分析，我们分为 专辑表、曲目表、短评表、用户表 4 张表

一个专辑可以有多个曲目，一个曲目只能属于某一张专辑，所以专辑表和曲目表的关系是一对多

一个专辑可以被多个用户进行评论，一个用户可以对多个专辑进行评论，所以专辑表和用户表的关系是 多对多

一个用户可以发多个短评，一个短评只能是某一个人发的，所以用户表和短评表的关系是 一对多

🧸 这次的分享就到这里啦，继续加油哦^^
🐱 我是程序喵，陪你一点点进步
🍭 有出错的地方欢迎在评论区指出来，共同进步，谢谢啦