【Cypher】约束（Constraint） ：确保数据的一致性、完整性和唯一性，例如：UNIQUE、NODE KEY、EXISTS、RELATIONSHIP

Cypher 中的 约束（Constraint）详解

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一、什么是约束？

约束（Constraint） 是 Neo4j 中的一种机制，用于确保数据的一致性、完整性和唯一性。

• 通过创建约束，可以防止数据重复、确保属性值有效或自动管理节点和关系的属性。
• 约束可以提高数据库的查询性能，因为在某些情况下，约束会自动创建相关索引。

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二、Cypher 中的约束类型

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约束类型	描述	Neo4j 版本支持
UNIQUE 约束	确保特定属性的唯一性	Neo4j 3.5+
NODE KEY 约束	确保一组属性的唯一性，且属性不可为空	Neo4j 4.0+
EXISTS 约束	确保某个属性存在	Neo4j 4.1+
RELATIONSHIP 约束	确保关系的属性具有唯一性或存在性	Neo4j 4.4+

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三、创建约束

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3.1 基本语法

CREATE CONSTRAINT constraint_name
FOR (n:Label) REQUIRE n.property IS UNIQUE

• constraint_name：约束的名称（建议使用有意义的名称）。
• n:Label：指定节点的标签。
• n.property：指定需要设置约束的属性。

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四、UNIQUE 约束（唯一性约束）

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4.1 创建唯一性约束

CREATE CONSTRAINT uniquePersonName
FOR (n:Person) REQUIRE n.name IS UNIQUE

• 创建 Person 节点的 name 属性的唯一性约束，确保 name 不能重复。
• 自动为 n.name 创建一个 BTREE 索引，提高查询速度。

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4.2 验证 UNIQUE 约束

CREATE (n:Person {name: 'Alice'})  -- 成功
CREATE (n:Person {name: 'Alice'})  -- 报错，违反唯一性约束

• 如果尝试创建重复的 name 属性值，将抛出错误。

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4.3 删除唯一性约束

DROP CONSTRAINT uniquePersonName

• 删除 uniquePersonName 约束，并删除关联的索引。

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4.4 查看所有 UNIQUE 约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name, type, entityType, labelsOrTypes, properties

• type 字段显示为 UNIQUENESS。

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五、NODE KEY 约束（节点键约束）

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5.1 创建 NODE KEY 约束

CREATE CONSTRAINT personKey
FOR (n:Person) REQUIRE (n.firstName, n.lastName) IS NODE KEY

• 创建 Person 节点的 firstName 和 lastName 的组合 NODE KEY 约束。
• 确保 firstName 和 lastName 组合在一起是唯一的，且属性不能为空。

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5.2 验证 NODE KEY 约束

CREATE (n:Person {firstName: 'Alice', lastName: 'Smith'})  -- 成功
CREATE (n:Person {firstName: 'Alice', lastName: 'Smith'})  -- 报错
CREATE (n:Person {firstName: NULL, lastName: 'Smith'})  -- 报错

• NODE KEY 约束不允许 NULL 值，且属性组合必须唯一。

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5.3 删除 NODE KEY 约束

DROP CONSTRAINT personKey

• 删除 personKey 约束，并删除相关索引。

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5.4 查看所有 NODE KEY 约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name, type, entityType, labelsOrTypes, properties

• type 字段显示为 NODE_KEY。

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六、EXISTS 约束（存在性约束）

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6.1 创建属性存在性约束

CREATE CONSTRAINT personExists
FOR (n:Person) REQUIRE n.name IS NOT NULL

• 创建 Person 节点的 name 属性存在性约束，确保 name 属性不能为空。

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6.2 验证 EXISTS 约束

CREATE (n:Person {name: 'Alice'})  -- 成功
CREATE (n:Person {})               -- 报错，name 属性不存在

• 如果属性不存在或为空，将抛出错误。

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6.3 删除 EXISTS 约束

DROP CONSTRAINT personExists

• 删除 personExists 约束。

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6.4 查看所有 EXISTS 约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name, type, entityType, labelsOrTypes, properties

• type 字段显示为 PROPERTY_EXISTENCE。

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七、RELATIONSHIP 约束（关系约束）

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7.1 创建关系属性的唯一性约束

CREATE CONSTRAINT uniqueReview
FOR ()-[r:REVIEWED]-() REQUIRE r.comment IS UNIQUE

• 为 REVIEWED 关系的 comment 属性创建唯一性约束，确保 comment 不重复。

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7.2 创建关系属性的存在性约束

CREATE CONSTRAINT reviewExists
FOR ()-[r:REVIEWED]-() REQUIRE r.rating IS NOT NULL

• 为 REVIEWED 关系的 rating 属性创建存在性约束，确保 rating 不能为空。

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7.3 验证关系约束

MATCH (a:Person), (b:Movie)
CREATE (a)-[:REVIEWED {comment: 'Great movie', rating: 5}]->(b)  -- 成功
CREATE (a)-[:REVIEWED {comment: 'Great movie', rating: NULL}]->(b)  -- 报错

• comment 属性必须唯一，rating 属性不能为空。

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7.4 删除关系约束

DROP CONSTRAINT uniqueReview
DROP CONSTRAINT reviewExists

• 删除 uniqueReview 和 reviewExists 约束。

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7.5 查看所有关系约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name, type, entityType, labelsOrTypes, properties

• entityType 字段为 RELATIONSHIP 时表示关系约束。

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八、查看和管理约束

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8.1 查看所有约束

SHOW CONSTRAINTS

• 显示数据库中的所有约束，包括 UNIQUE、NODE KEY、EXISTS 和 RELATIONSHIP 约束。

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8.2 查看指定类型的约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name, type, entityType, labelsOrTypes, properties
WHERE type = 'UNIQUENESS'

• 只查看 UNIQUE 约束的信息。

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8.3 删除所有约束

SHOW CONSTRAINTS YIELD name
CALL {
  WITH name
  DROP CONSTRAINT name
}

• 删除数据库中所有约束。

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九、约束的常见错误及注意事项

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9.1 属性重复导致违反 UNIQUE 约束

CREATE (n:Person {name: 'Alice'})
CREATE (n:Person {name: 'Alice'})  -- 报错

• 问题：尝试创建重复的 name 属性值。
• 解决：确保属性值唯一，或者删除相关约束。

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9.2 属性为空导致违反 NODE KEY 约束

CREATE (n:Person {firstName: NULL, lastName: 'Smith'})  -- 报错

• 问题：NODE KEY 约束不允许属性为空。
• 解决：确保组合属性中所有属性均不为空。

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9.3 删除不存在的约束

DROP CONSTRAINT personNameConstraint

• 问题：尝试删除不存在的约束。
• 解决：使用 SHOW CONSTRAINTS 查看现有约束名称。

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9.4 属性不存在导致违反 EXISTS 约束

CREATE (n:Person {})  -- 报错

• 问题：未提供 name 属性，违反 EXISTS 约束。
• 解决：确保属性存在且不为空。

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十、约束的性能优化建议

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10.1 为高频查询的属性创建唯一性约束

• 唯一性约束会自动创建索引，因此可以加速匹配和查询操作。

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10.2 使用组合属性创建 NODE KEY 约束

• 如果组合属性经常作为查询条件，可以创建 NODE KEY 约束来提高查询效率。

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10.3 确保必需属性存在

• 使用 EXISTS 约束可以防止关键属性缺失，从而提高数据完整性。

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10.4 使用 SHOW CONSTRAINTS 监控约束状态

• 定期检查约束状态，确保数据的一致性和完整性。

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十一、使用案例

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11.1 创建唯一性约束

CREATE CONSTRAINT uniquePersonEmail
FOR (n:Person) REQUIRE n.email IS UNIQUE

• 确保 Person 节点的 email 属性唯一。

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11.2 创建 NODE KEY 约束

CREATE CONSTRAINT personCompositeKey
FOR (n:Person) REQUIRE (n.firstName, n.lastName) IS NODE KEY

• 确保 firstName 和 lastName 的组合唯一且不能为空。

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11.3 创建 EXISTS 约束

CREATE CONSTRAINT personNameExists
FOR (n:Person) REQUIRE n.name IS NOT NULL

• 确保 Person 节点的 name 属性不能为空。

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11.4 创建关系属性的唯一性约束

CREATE CONSTRAINT uniqueReviewComment
FOR ()-[r:REVIEWED]-() REQUIRE r.comment IS UNIQUE

• 确保 REVIEWED 关系的 comment 属性唯一。

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十二、总结

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• 约束（Constraint） 是 Neo4j 用于确保数据一致性和完整性的机制，支持 UNIQUE、NODE KEY、EXISTS 和 RELATIONSHIP 约束。
• 创建约束可以防止数据重复、保证属性的存在性，并自动创建相关索引提升查询性能。
• SHOW CONSTRAINTS 可用于查看当前数据库中的所有约束，DROP CONSTRAINT 可用于删除不再需要的约束。
• EXPLAIN 和 PROFILE 可用于检查查询计划，并确认是否使用了相关约束。

掌握约束的使用方法，可以帮助你在 Neo4j 中维护数据的完整性，并提升数据库查询的性能。