关于数据库主键和外键

一、什么是主键、外键:

关系型数据库中的一条记录中有若干个属性,若其中某一个属性组(注意是组)能唯一标识一条记录,该属性组就可以成为一个主键 
比如  
学生表(学号,姓名,性别,班级) 
其中每个学生的学号是唯一的,学号就是一个主键 
课程表(课程编号,课程名,学分) 
其中课程编号是唯一的,课程编号就是一个主键 
成绩表(学号,课程号,成绩) 
成绩表中单一一个属性无法唯一标识一条记录,学号和课程号的组合才可以唯一标识一条记录,所以 学号和课程号的属性组是一个主键 
  
成绩表中的学号不是成绩表的主键,但它和学生表中的学号相对应,并且学生表中的学号是学生表的主键,则称成绩表中的学号是学生表的外键 
  
同理 成绩表中的课程号是课程表的外键 
  
定义主键和外键主要是为了维护关系数据库的完整性,总结一下:
1.主键是能确定一条记录的唯一标识,比如,一条记录包括身份正号,姓名,年龄。

身份证号是唯一能确定你这个人的,其他都可能有重复,所以,身份证号是主键。 
2.外键用于与另一张表的关联。是能确定另一张表记录的字段,用于保持数据的一致性。

比如,A表中的一个字段,是B表的主键,那他就可以是A表的外键。

 

 

二、  主键、外键和索引的区别 

主键、外键和索引的区别?

 

主键

外键

索引

定义:

唯一标识一条记录,不能有重复的,不允许为空

表的外键是另一表的主键, 外键可以有重复的, 可以是空值

该字段没有重复值,但可以有一个空值

作用:

用来保证数据完整性

用来和其他表建立联系用的

是提高查询排序的速度

个数:

主键只能有一个

一个表可以有多个外键

一个表可以有多个惟一索引

 

聚集索引和非聚集索引的区别?

聚集索引一定是唯一索引。但唯一索引不一定是聚集索引。  

聚集索引,在索引页里直接存放数据,而非聚集索引在索引页里存放的是索引,这些索引指向专门的数据页的数据。

 

 

 

 

三、数据库中主键和外键的设计原则

主键和外键是把多个表组织为一个有效的关系数据库的粘合剂。主键和外键的设计对物理数据库的性能和可用性都有着决定性的影响。

必须将数据库模式从理论上的逻辑设计转换为实际的物理设计。而主键和外键的结构是这个设计过程的症结所在。一旦将所设计的数据库用于了生产环境,就很难对这些键进行修改,所以在开发阶段就设计好主键和外键就是非常必要和值得的。

主键:

  关系数据库依赖于主键---它是数据库物理模式的基石。

  主键在物理层面上只有两个用途:

        1. 惟一地标识一行。

        2. 作为一个可以被外键有效引用的对象。

  基于以上这两个用途,下面给出了我在设计物理层面的主键时所遵循的一些原则:

        1. 主键应当是对用户没有意义的。如果用户看到了一个表示多对多关系的连接表中的数据,并抱怨它没有什么用处,那就证明它的主键设计地很好。

        2. 主键应该是单列的,以便提高连接和筛选操作的效率。

        注:使用复合键的人通常有两个理由为自己开脱,而这两个理由都是错误的。其一是主键应当具有实际意义,然而,让主键具有意义只不过是给人为地破坏数据库提供了方便。其二是利用这种方法可以在描述多对多关系的连接表中使用两个外部键来作为主键,我也反对这种做法,理由是:复合主键常常导致不良的外键,即当连接表成为另一个从表的主表,而依据上面的第二种方法成为这个表主键的一部分,然,这个表又有可能再成为其它从表的主表,其主键又有可能成了其它从表主键的一部分,如此传递下去,越靠后的从表,其主键将会包含越多的列了。

        3. 永远也不要更新主键。实际上,因为主键除了惟一地标识一行之外,再没有其他的用途了,所以也就没有理由去对它更新。如果主键需要更新,则说明主键应对用户无意义的原则被违反了。

       注:这项原则对于那些经常需要在数据转换或多数据库合并时进行数据整理的数据并不适用。

        4. 主键不应包含动态变化的数据,如时间戳、创建时间列、修改时间列等。

        5. 主键应当有计算机自动生成。如果由人来对主键的创建进行干预,就会使它带有除了惟一标识一行以外的意义。一旦越过这个界限,就可能产生认为修改主键的动机,这样,这种系统用来链接记录行、管理记录行的关键手段就会落入不了解数据库设计的人的手中。

### 主键的概念 在 MySQL 数据库中,主键用于唯一标识表中的每一行数据。每个表只能定义一个主键,并且主键的值不允许重复或为 `NULL`。这确保了每一条记录都具有唯一性[^2]。 则是一种约束机制,用于建立并维护两个表之间的关系。通过可以实现参照完整性,从而防止意删除或修改相关联的数据[^1]。 --- ### 主键的用法及示例 #### 创建带有主键的表 可以通过在创建表指定某个字段为主键来实现: ```sql CREATE TABLE Users ( UserID INT PRIMARY KEY, -- 设置UserID为主键 UserName VARCHAR(50), Email VARCHAR(100) ); ``` 在这个例子中,`UserID` 字段被设定为主键,因此它的值在整个表中必须是唯一的,且不能为空[^2]。 #### 添主键到已存在的表 如果需要向已经存在的表添主键,可以使用如下语句: ```sql ALTER TABLE Users ADD PRIMARY KEY (UserID); -- 将UserID设为主键 ``` 注意:只有当该列不包含任何重复值或 `NULL` 值,才能成功执行此操作[^3]。 --- ### 的用法及示例 #### 定义 假设存在两张表——`Users` `Orders`,其中 `Orders` 表中的 `UserID` 列应该引用 `Users` 表中的 `UserID` 列,则可以在创建 `Orders` 表定义: ```sql CREATE TABLE Orders ( OrderID INT PRIMARY KEY, UserID INT, ProductName VARCHAR(100), FOREIGN KEY (UserID) REFERENCES Users(UserID) -- 定义 ); ``` 在此情况下,`Orders.UserID` 的取值范围受到限制,仅允许那些已经在 `Users.UserID` 中存在的值[^1]。 #### 删除 若需移除约束,可使用以下命令: ```sql ALTER TABLE Orders DROP FOREIGN KEY fk_UserId; -- 移除名为fk_UserId的 ``` 需要注意的是,具体名称可能因数据库设计而异,建议先查询的具体名字再进行删除操作[^3]。 --- ### 组合主键的实际应用案例 考虑学生选课系统的场景,涉及三个实体:“学生”、“课程”以及它们的关系“选课”。以下是具体的建模过程: 1. **创建 Student 表** 学生表包含学号 (`StudentNo`) 及姓名等基本信息,其中 `StudentNo` 是主键。 ```sql CREATE TABLE Student ( StudentNo CHAR(4) PRIMARY KEY, -- 学号作为主键 Name VARCHAR(50), Age INT, Dept VARCHAR(20) ); ``` 2. **创建 Course 表** 课程表包含课程编号 (`CourseNo`) 课程名等信息,同样以 `CourseNo` 作为主键。 ```sql CREATE TABLE Course ( CourseNo CHAR(4) PRIMARY KEY, -- 课程编号作为主键 CourseName VARCHAR(100) ); ``` 3. **创建 Selection 表** 这是一个中间表,表示学生与所选课程之间的关联关系。这里既设置了复合主键 `(StudentNo, CourseNo)` 来保证唯一性,又分别对进行了约束。 ```sql CREATE TABLE Selection ( StudentNo CHAR(4), CourseNo CHAR(4), Grade DECIMAL(5, 2), PRIMARY KEY (StudentNo, CourseNo), -- 联合主键 FOREIGN KEY (StudentNo) REFERENCES Student(StudentNo), -- 对应学生的 FOREIGN KEY (CourseNo) REFERENCES Course(CourseNo) -- 对应课程的 ); ``` 以上结构能够有效管理学生及其选修课程的信息,同利用主键保障数据的一致性完整性。 --- ### 性能优化提示 虽然主键对于保持数据一致性至关重要,但在高并发写入环境中可能会带来性能开销。例如,频繁更新含有大量依赖的表可能导致锁等待间增。在这种情形下,可以根据实际需求权衡是否启用某些约束[^1]。 ---
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