【MySQL】MySQL表的约束-空属性/默认值/列属性/zerofill/主键/自增长/唯一键/外键

表的约束

表的约束：表中一定要有各种约束，通过约束，让我们未来插入数据库表中的数据是符合预期的。约束的本质是通过计数手段，倒逼程序员，插入正确的数据，反过来，站在mysql的视角，凡是插入进来的数据，都是符合约束的

约束的最终模板：保证数据的完整性和可预期性

真正约束字段的是数据类型，但是数据类型约束很单一，需要有一些额外的约束，更好的保证数据的合法性，从业务逻辑角度保证数据的正确性。比如有一个字段是email，要求是唯一的。

表的约束很多，这里主要介绍如下几个： null/not null,default, comment, zerofill,primary key，auto_increment,unique key 。

1.空属性 –null && not null

两个值：null（默认的）和not null(不为空)

数据库默认字段基本都是字段为空，但是实际开发时，尽可能保证字段不为空，因为数据为空没办法参与运算。

mysql> select null;
+------+
| NULL |
+------+
| NULL |
+------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select 1+null;
+--------+
| 1+null |
+--------+
| NULL |
+--------+
1 row in set (0.00 sec)

案例：

创建一个班级表，包含班级名和班级所在的教室。

站在正常的业务逻辑中：

如果班级没有名字，你不知道你在哪个班级

如果教室名字可以为空，就不知道在哪上课

所以我们在设计数据库表的时候，一定要在表中进行限制，满足上面条件的数据就不能插入到表中。这就是“约束”。

ysql> create table class(
-> class_name varchar(20) not null,
-> class_room varchar(10) not null);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> desc class;
+------------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+------------+-------------+------+-----+---------+-------+
| class_name | varchar(20) | NO | | NULL | |
| class_room | varchar(10) | NO | | NULL | |
+------------+-------------+------+-----+---------+-------+

当我们插入数据时,没有给教室数据插入失败：

mysql> insert into class(class_name) values('高三1班');
ERROR 1364 (HY000): Field 'class_room' doesn't have a default value

只有我们将所有的列插入的时候，如果插入的数据为NULL，也不会插入成功，只有插入合法的数据，才能插入成功

2.默认值 – default

默认值：某一种数据会经常性的出现某个具体的值，可以在一开始就指定好，在需要真实数据的时候，用户可以选择性的使用默认值。

mysql> create table t1 (
-> name varchar(20) not null,
-> age tinyint unsigned default 0,
-> sex char(1) default '男'
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> desc t1;
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| name | varchar(20) | NO | | NULL | |
| age | tinyint(3) unsigned | YES | | 0 | |
| sex | char(1) | YES | | 男 | |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+

默认值的生效：数据在插入的时候不给该字段赋值，就使用默认值

注意：只有设置了default的列，才可以在插入值的时候，对列进行省略

default:如果设置了，用户将来插入，有具体的数据，就用用户的，没有就用默认的

如果我们没有明确指定一列要插入，那么用的是default，如果建表中，对应列默认没有设置default值，那么则无法直接插入

default和not null不冲突，而是相互补充的。not null是当用户想插入的时候，null插入失败，合法数据插入成功，而default是当用户忽略这一列的时候，使用默认值(如果设置了)，如果没有设置，那么就直接报错

mysql> create table t1(
    -> name varchar(20) not null,
    -> age tinyint unsigned default 18,
    -> gender char(1) not null default '男'
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

mysql> desc t1;
+--------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field  | Type                | Null | Key | Default | Extra |
+--------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| name   | varchar(20)         | NO   |     | NULL    |       |
| age    | tinyint(3) unsigned | YES  |     | 18      |       |
| gender | char(1)             | NO   |     | 男      |       |
+--------+---------------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into t1 (name,age,gender) values (null,20,'男');
ERROR 1048 (23000): Column 'name' cannot be null
mysql> insert into t1 (age,gender) values (20,'男');
ERROR 1364 (HY000): Field 'name' doesn't have a default value
mysql> insert into t1 (name,age,gender) values ('张三',20,null);
ERROR 1048 (23000): Column 'gender' cannot be null
mysql> insert into t1 (name,age,gender) values ('张三',20,'男');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into t1 (name,age) values ('张三',20);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t1;
+--------+------+--------+
| name   | age  | gender |
+--------+------+--------+
| 张三   |   20 | 男     |
| 张三   |   20 | 男     |
+--------+------+--------+

注意：not null和defalut一般不需要同时出现，因为default本身有默认值，不会为空

3.列描述

列描述：comment，没有实际含义，专门用来描述字段，会根据表创建语句保存，用来给程序员或DBA来进行了解。

mysql> create table t2(
    -> name varchar(20) not null comment '姓名',
    -> age tinyint unsigned default 0 comment '年龄',
    -> gender char(2) default '男' comment '性别'
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

通过desc查看不到注释信息：

mysql> desc t2;
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| name | varchar(20) | NO | | NULL | |
| age | tinyint(3) unsigned | YES | | 0 | |
| sex | char(2) | YES | | 男 | |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+

通过show可以看到：

mysql> show create table t2G
*************************** 1. row ***************************
       Table: t2
Create Table: CREATE TABLE `t2` (
  `name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '姓名',
  `age` tinyint(3) unsigned DEFAULT '0' COMMENT '年龄',
  `gender` char(2) DEFAULT '男' COMMENT '性别'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

4.zerofill

刚开始学习数据库时，很多人对数字类型后面的长度很迷茫。通过show看看t3表的建表语句：

mysql> show create table t3G
***************** 1. row *****************
Table: t3
Create Table: CREATE TABLE `tt3` (
	`a` int(10) unsigned DEFAULT NULL,
	`b` int(10) unsigned DEFAULT NULL
	) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=gbk
1 row in set (0.00 sec)

可以看到int(10),这个代表什么意思呢？整型不是4字节码？这个10又代表什么呢？其实没有zerofill这个属性，括号内的数字是毫无意义的。a和b列就是前面插入的数据，如下：

mysql> insert into t3 values(1,2);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from t3;
+------+------+
| a | b |
+------+------+
| 1 | 2 |
+------+------+

但是对列添加了zerofill属性后，显示的结果就有所不同了。修改t3表的属性：

mysql> alter table t3 change a a int(5) unsigned zerofill;
mysql> show create table t3G
*************************** 1. row ***************************
Table: t3
Create Table: CREATE TABLE `t3` (
	`a` int(5) unsigned zerofill DEFAULT NULL, --具有了zerofill
	`b` int(10) unsigned DEFAULT NULL
	) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=gbk
1 row in set (0.00 sec)

对a列添加了zerofill属性，再进行查找，返回如下结果：

mysql> select * from t3;
+-------+------+
| a | b |
+-------+------+
| 00001 | 2 |
+-------+------+

这次可以看到a的值由原来的1变成00001，这就是zerofill属性的作用，如果宽度小于设定的宽度（这里设置的是5），自动填充0。要注意的是，这只是最后显示的结果，在MySQL中实际存储的还是1。为什么是这样呢？我们可以用hex函数来证明。

mysql> select a, hex(a) from t3;
+-------+--------+
| a | hex(a) |
+-------+--------+
| 00001 | 1 |
+-------+--------+

可以看出数据库内部存储的还是1,00001只是设置了zerofill属性后的一种格式化输出而已。

5.主键

主键：primary key用来唯一的约束该字段里面的数据，不能重复，不能为空，一张表中最多只能有一个主键；主键所在的列通常是整数类型。

创建表的时候直接在字段上指定主键

mysql> create table t4 (
-> id int unsigned primary key comment '学号不能为空',
-> name varchar(20) not null);
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> desc t4;
+-------+------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-------+------------------+------+-----+---------+-------+
| id | int(10) unsigned | NO | PRI | NULL | | 

主键约束：主键对应的字段中不能重复，一旦重复，操作失败

mysql> insert into t4 values(1, 'aaa');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t4 values(1, 'aaa');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 'PRIMARY'

当表创建好以后但是没有主键的时候，可以再次追加主键

alter table 表名 add primary key(字段列表)

删除主键

alter table 表名 drop primary key;

mysql> alter table t4 drop primary key;
mysql> desc t4;
+-------+------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-------+------------------+------+-----+---------+-------+
| id | int(10) unsigned | NO | | NULL | |
| name | varchar(20) | NO | | NULL | |
+-------+------------------+------+-----+---------+-------+

复合主键

在创建表的时候，在所有字段之后，使用primary key(主键字段列表)来创建主键，如果有多个字段作为主键，可以使用复合主键

mysql> create table t5(
-> id int unsigned,
-> course char(10) comment '课程代码',
-> score tinyint unsigned default 60 comment '成绩',
-> primary key(id, course) -- id和course为复合主键
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> desc t5;
+--------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+--------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| id | int(10) unsigned | NO | PRI | 0 | |  insert into t5 (id,course)values(1, '123');
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> insert into t5 (id,course)values(1, '123');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1-123' for key 'PRIMARY' -- 主键冲突

6.自增长

auto_increment：当对应的字段，不给值，会自动的被系统触发，系统会从当前字段中已经有的最大值+1操作，得到一个新的不同的值。通常和主键搭配使用，作为逻辑主键。

自增长的特点:

任何一个字段要做自增长，前提是本身是一个索引（key一栏有值）

自增长字段必须是整数

一张表最多只能有一个自增长

mysql> create table t6(
-> id int unsigned primary key auto_increment,
-> name varchar(10) not null default ''
-> );

mysql> insert into t6(name) values('a');
mysql> insert into t6(name) values('b');

mysql> select * from t6;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1 | a |
| 2 | b |
+----+------+

在插入后获取上次插入的 AUTO_INCREMENT 的值（批量插入获取的是第一个值）

mysql > select last_insert_id();
+------------------+
| last_insert_id() |
+------------------+
| 1 |
+------------------+

索引：

在关系数据库中，索引是一种单独的、物理的对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种存储结构，它是某个表中一列或若干列值的集合和相应的指向表中物理标识这些值的数据页的逻辑指针清单。索引的作用相当于图书的目录，可以根据目录中的页码快速找到所需的内容。

索引提供指向存储在表的指定列中的数据值的指针，然后根据您指定的排序顺序对这些指针排序。数据库使用索引以找到特定值，然后顺指针找到包含该值的行。这样可以使对应于表的SQL语句执行得更快，可快速访问数据库表中的特定信息。

7.唯一键

一张表中有往往有很多字段需要唯一性，数据不能重复，但是一张表中只能有一个主键：唯一键就可以解决表中有多个字段需要唯一性约束的问题。

唯一键的本质和主键差不多，唯一键允许为空，而且可以多个为空，空字段不做唯一性比较。

关于唯一键和主键的区别：

我们可以简单理解成，主键更多的是标识唯一性的。而唯一键更多的是保证在业务上，不要和别的信息出现重复。乍一听好像没啥区别，我们举一个例子

假设一个场景(当然，具体可能并不是这样，仅仅为了帮助大家理解)

比如在公司，我们需要一个员工管理系统，系统中有一个员工表，员工表中有两列信息，一个身份证号码，一个是员工工号，我们可以选择身份号码作为主键。

而我们设计员工工号的时候，需要一种约束：而所有的员工工号都不能重复。

具体指的是在公司的业务上不能重复，我们设计表的时候，需要这个约束，那么就可以将员工工号设计成为唯一键。

一般而言，我们建议将主键设计成为和当前业务无关的字段，这样，当业务调整的时候，我们可以尽量不会对主键做过大的调整。

mysql> create table student (
-> id char(10) unique comment '学号，不能重复，但可以为空',
-> name varchar(10)
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> insert into student(id, name) values('01', 'aaa');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into student(id, name) values('01', 'bbb'); --唯一约束不能重复
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '01' for key 'id'

mysql> insert into student(id, name) values(null, 'bbb'); -- 但可以为空
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from student;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 01 | aaa |
| NULL | bbb |
+------+------+

8.外键

外键用于定义主表和从表之间的关系：外键约束主要定义在从表上，主表则必须是有主键约束或unique约束。当定义外键后，要求外键列数据必须在主表的主键列存在或为null。

语法：

foreign key (字段名) references 主表(列)

案例：

对上面的示意图进行设计：

先创建主键表

create table myclass (
	id int primary key,
	name varchar(30) not null comment'班级名'
);

再创建从表

create table stu (
	id int primary key,
	name varchar(30) not null comment '学生名',
	class_id int,
	foreign key (class_id) references myclass(id)
);

正常插入数据

mysql> insert into myclass values(10, 'C++大牛班'),(20, 'java大神班');
Query OK, 2 rows affected (0.03 sec)
Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> insert into stu values(100, '张三', 10),(101, '李四',20);
Query OK, 2 rows affected (0.01 sec)
Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0

插入一个班级号为30的学生，因为没有这个班级，所以插入不成功

mysql> insert into stu values(102, 'wangwu',30);
ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row:
a foreign key constraint fails (mytest.stu, CONSTRAINT stu_ibfk_1
FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES myclass (id))

插入班级id为null，比如来了一个学生，目前还没有分配班级

mysql> insert into stu values(102, 'wangwu', null);

如何理解外键约束

首先我们承认，这个世界是数据很多都是相关性的。

理论上，上面的例子，我们不创建外键约束，就正常建立学生表，以及班级表，该有的字段我们都有。

此时，在实际使用的时候，可能会出现什么问题？

有没有可能插入的学生信息中有具体的班级，但是该班级却没有在班级表中？

比如学校只有1-20个班，但是在上课的学生里面竟然有21的学生(这个班目前并不存在)，这很明显是有问题的。

因为此时两张表在业务上是有相关性的，但是在业务上没有建立约束关系，那么就可能出现问题。

解决方案就是通过外键完成的。建立外键的本质其实就是把相关性交给mysql去审核了，提前告诉mysql表之间的约束关系，那么当用户插入不符合业务逻辑的数据的时候，mysql不允许你插入。