数据库约束

       在 SQL Server 中，约束（Constraint） 是用于确保数据库中数据的完整性、一致性和有效性的规则。它们可以防止无效数据进入表中，保证数据质量，让数据库的结构和内容更合理、可靠。以下从常见约束类型、作用、语法和使用场景等方面详细讲解：

一、常见约束类型及详细说明

1. 主键约束（PRIMARY KEY）

• 作用：
  • 唯一标识表中的每一行数据，相当于表的 “身份证”。
  • 保证主键列的值不重复、不为空（NOT NULL） 。
  • 数据库会自动基于主键建立索引，大幅提升查询效率（比如按主键查询某行数据时，能快速定位）。
• 语法示例：

  -- 方式1：创建表时直接定义主键
  CREATE TABLE Student (
      ID INT PRIMARY KEY, -- ID 列设为主键，自动非空、唯一
      Name VARCHAR(50)
  );
  
  -- 方式2：通过 CONSTRAINT 自定义约束名（更灵活，方便管理）
  CREATE TABLE Student (
      ID INT,
      Name VARCHAR(50),
      CONSTRAINT PK_StudentID PRIMARY KEY (ID) -- PK_StudentID 是自定义约束名，PK 是主键缩写
  );
  

• 特点：
  • 一张表只能有 1 个主键（但可以是 “复合主键”，即多个列组合成主键，比如 (ID, ClassID) ，需保证组合值唯一 ）。
  • 主键列的数据类型通常选 INT、BIGINT 或带唯一性的字符类型（如 CHAR(10) ），方便快速检索。

2. 唯一约束（UNIQUE）

• 作用：
  保证某一列或多列的组合值唯一，防止重复数据，但允许列值为空（NULL）（不过如果列本身设了 NOT NULL ，就既非空又唯一 ）。
  常用于 “辅助唯一标识” 的场景（比如学生表中 “手机号” 列，要求不重复，但不是表的主键 ）。
• 语法示例：

  CREATE TABLE Student (
      ID INT PRIMARY KEY,
      Phone VARCHAR(20) UNIQUE, -- 直接定义，自动生成默认约束名
      Email VARCHAR(50),
      CONSTRAINT UQ_StudentEmail UNIQUE (Email) -- 自定义约束名 UQ_StudentEmail，UQ 是唯一约束缩写
  );
  

• 特点：
  • 一张表可以有多个唯一约束（比如同时约束手机号、邮箱等 ）。
  • 唯一约束也会隐式创建索引，提升查询唯一性列的效率，但索引类型和主键的索引有区别（主键是聚集索引，唯一约束默认是非聚集索引，可手动调整 ）。

3. 外键约束（FOREIGN KEY）

• 作用：
  建立表与表之间的 “关联关系”，保证从表（子表）中引用的列值，在主表（父表）中必须存在，维护数据的 “引用完整性”。
  比如：Score 表（子表）的 StudentID 列，必须关联 Student 表（父表）的 ID 列，防止出现 “成绩表引用了不存在的学生 ID” 的情况。
• 语法示例：

  -- 先建主表 Student
  CREATE TABLE Student (
      ID INT PRIMARY KEY,
      Name VARCHAR(50)
  );
  
  -- 再建从表 Score，定义外键关联 Student 表的 ID
  CREATE TABLE Score (
      ScoreID INT PRIMARY KEY,
      StudentID INT,
      Score INT,
      CONSTRAINT FK_Score_StudentID FOREIGN KEY (StudentID) REFERENCES Student(ID)
      -- FK_Score_StudentID 是自定义约束名，FK 是外键缩写；REFERENCES 指定关联的主表和列
  );
  

• 特点：
  • 外键列的数据类型必须和主表关联列一致（比如主表 ID 是 INT ，外键列也得是 INT ）。
  • 删除或更新主表数据时，需注意 “级联操作”（可设置 ON DELETE CASCADE 或 ON UPDATE CASCADE ，让从表数据自动同步变更，避免破坏关联 ）。

4. 检查约束（CHECK）

• 作用：
  自定义规则，限制列值必须满足某个条件，保证数据符合业务逻辑。
  比如：学生成绩必须在 0 - 100 之间，性别只能是 男 或 女 等。
• 语法示例：

  CREATE TABLE Student (
      ID INT PRIMARY KEY,
      Name VARCHAR(50),
      Gender CHAR(2),
      Score INT,
      -- 直接定义，检查 Gender 只能是 '男' 或 '女'
      CONSTRAINT CK_Student_Gender CHECK (Gender IN ('男', '女')), 
      -- 自定义约束名 CK_Student_Score，检查 Score 在 0-100 之间
      CONSTRAINT CK_Student_Score CHECK (Score >= 0 AND Score <= 100) 
  );
  

• 特点：
  • 条件可以是简单的逻辑判断（如范围、枚举），也可以是复杂的表达式（但太复杂会影响性能，需谨慎 ）。
  • SQL Server 对 CHECK 约束的 “严格性” 有特殊点：默认情况下，CHECK 约束不阻止 NULL 值（除非列本身设了 NOT NULL ）。比如列设了 CHECK (Score >= 0) ，但 Score 允许 NULL ，就可以插入 NULL 值。

5. 默认约束（DEFAULT）

• 作用：
  给列设置 “默认值”，当插入数据时，如果没显式指定该列的值，数据库自动填入默认值。
  比如：学生表的 “入学时间”，默认填当前系统时间；“状态” 列默认填 正常 。
• 语法示例：

  CREATE TABLE Student (
      ID INT PRIMARY KEY,
      Name VARCHAR(50),
      EnrollDate DATETIME DEFAULT GETDATE(), -- 调用 GETDATE() 函数，默认填当前时间
      Status VARCHAR(10) DEFAULT '正常' -- 默认填 '正常'
  );
  

• 特点：
  • 默认值可以是固定值（如 '正常' ），也可以是函数（如 GETDATE() 获取当前时间 ）。
  • 仅在 “插入数据时未显式赋值” 时触发，更新数据时不会自动重置为默认值。

---

二、约束的创建、修改与删除

1. 创建约束的时机

• 建表时直接定义：最常见，在 CREATE TABLE 语句里，和列定义写在一起（如前面的示例 ）。
• 建表后添加约束：用 ALTER TABLE 语句，适合表已存在，后续补充约束的场景。
  示例（给已存在的 Student 表加唯一约束）：

  ALTER TABLE Student
  ADD CONSTRAINT UQ_Student_Phone UNIQUE (Phone);
  

2. 修改约束

SQL Server 没有直接 “修改约束” 的语法，通常的做法是：

• 删除旧约束 → 重新创建新约束。
  示例（修改 CHECK 约束，把成绩范围从 0-100 改成 0-150 ）：

  -- 1. 删除旧约束
  ALTER TABLE Student
  DROP CONSTRAINT CK_Student_Score;
  
  -- 2. 重新创建新约束
  ALTER TABLE Student
  ADD CONSTRAINT CK_Student_Score CHECK (Score >= 0 AND Score <= 150);
  

3. 删除约束

用 ALTER TABLE ... DROP CONSTRAINT ... 语法，指定约束名即可。
示例：

ALTER TABLE Student
DROP CONSTRAINT UQ_Student_Phone; -- 删除唯一约束 UQ_Student_Phone

---

三、约束的作用与价值

1. 保证数据完整性：
   防止无效数据（如重复学号、负数成绩、不存在的外键关联等 ）进入数据库，让数据 “干净、可信”。
2. 简化业务逻辑：
   把数据校验规则交给数据库约束，不用在应用程序里反复判断，减少代码冗余。
3. 提升查询效率：
   主键、唯一约束自动创建的索引，能加速查询，让数据库操作更高效。
4. 文档化规则：
   约束定义清晰记录了数据规则，其他人维护数据库时，能快速理解表的设计意图。

---

四、约束使用的注意事项

1. 命名规范：
   约束名最好带前缀（如 PK_、UQ_、FK_、CK_ ），方便区分类型，也便于后续管理（比如 PK_StudentID 一看就知道是学生表的主键 ）。
2. 性能平衡：
   过多、过复杂的约束（尤其是 CHECK 约束和复合外键 ）会增加数据库的计算负担，插入、更新数据时变慢。需在 “数据完整性” 和 “性能” 之间找平衡。
3. 外键的级联操作：
   删除或更新主表数据时，若不设置级联（ON DELETE CASCADE 等 ），可能因外键关联报错。需根据业务需求，决定是否自动同步删除 / 更新从表数据。

---

五、练习

练习一：基础约束综合题（建表 + 主键 / 唯一 / 检查 / 默认）

题目：
创建 Employee 表，包含以下字段和约束：

• EmpID：整数，主键，自增（从 1 开始，每次 +1）
• EmpName：长度 50 的字符串，非空，且值唯一
• Gender：固定长度字符串（2 位），只能是 男 或 女
• Salary：数值类型（总长度 10，小数位 2），范围 3000-50000
• HireDate：日期类型，默认值为系统当前日期

答案 & 解析：

CREATE TABLE Employee (
    EmpID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY, -- 主键 + 自增（1 开始，步长 1）
    EmpName VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE, -- 非空 + 唯一约束
    Gender CHAR(2) NOT NULL,
    Salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
    HireDate DATE DEFAULT GETDATE(), -- 默认当前日期
    CONSTRAINT CK_Employee_Gender CHECK (Gender IN ('男', '女')), -- 检查性别
    CONSTRAINT CK_Employee_Salary CHECK (Salary >= 3000 AND Salary <= 50000) -- 检查工资范围
);

考点：

• 主键自增（IDENTITY）、唯一约束（UNIQUE）的组合
• 检查约束（CHECK）的多条件应用
• 默认约束（DEFAULT）结合系统函数（GETDATE()）

---

练习二：外键约束与级联操作

题目：
现有 Department 表（主表）和 Employee 表（从表），要求：

1. Department 表结构：
   • DeptID（主键，整数）、DeptName（非空，唯一，长度 50）
2. Employee 表结构：
   • EmpID（主键，整数）、EmpName（非空）、DeptID（外键，关联 Department 表的 DeptID）
   • 当删除 Department 表中的部门时，自动删除该部门下的所有员工（级联删除）

答案 & 解析：

-- 1. 创建主表 Department
CREATE TABLE Department (
    DeptID INT PRIMARY KEY,
    DeptName VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE
);

-- 2. 创建从表 Employee，定义外键 + 级联删除
CREATE TABLE Employee (
    EmpID INT PRIMARY KEY,
    EmpName VARCHAR(50) NOT NULL,
    DeptID INT,
    CONSTRAINT FK_Employee_DeptID 
        FOREIGN KEY (DeptID) 
        REFERENCES Department(DeptID)
        ON DELETE CASCADE -- 级联删除：删部门时自动删员工
);

考点：

• 外键约束（FOREIGN KEY）的基本用法
• 级联操作（ON DELETE CASCADE）的应用场景
• 主表与从表的关联逻辑

---

练习三：复合约束（复合主键 + 多列唯一）

题目：
创建 CourseScore 表，记录学生课程成绩，要求：

• StudentID（长度 12 的字符串）、CourseID（长度 6 的字符串）、Score（数值，0-100）
• 约束：
  • StudentID + CourseID 组合为复合主键（保证一人一门课只有一条成绩）
  • Score 列值必须 ≥0 且 ≤100
  • 额外要求：同一门课的成绩，不能有重复的学生（即 CourseID + StudentID 唯一，和复合主键逻辑一致，强化理解）

答案 & 解析：

CREATE TABLE CourseScore (
    StudentID NCHAR(12) NOT NULL,
    CourseID NCHAR(6) NOT NULL,
    Score NUMERIC(5,1) NOT NULL,
    -- 复合主键：(StudentID, CourseID)
    CONSTRAINT PK_CourseScore PRIMARY KEY (StudentID, CourseID), 
    -- 检查成绩范围
    CONSTRAINT CK_CourseScore_Score CHECK (Score >= 0 AND Score <= 100), 
    -- 多列唯一（和复合主键效果一致，练习语法）
    CONSTRAINT UQ_CourseScore UNIQUE (StudentID, CourseID) 
);

考点：

• 复合主键（多列组合主键）的定义
• 多列唯一约束（UNIQUE 用于多列）
• 检查约束对数值范围的限制

---

练习四：约束修改与删除（进阶操作）

题目：
针对已存在的 Employee 表（结构如下），完成以下操作：

CREATE TABLE Employee (
    EmpID INT PRIMARY KEY,
    EmpName VARCHAR(50) NOT NULL,
    Salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
    HireDate DATE
);

1. 添加约束：
   • EmpName 列值唯一
   • Salary 列范围 5000-60000
   • HireDate 列默认值为系统当前日期
2. 删除 EmpName 列的唯一约束（假设约束名为 UQ_Employee_EmpName）
3. 修改 Salary 列的检查约束，将范围改为 4000-50000（需先删旧约束，再建新约束）

答案 & 解析：

-- 1. 添加约束（分步执行）
ALTER TABLE Employee
ADD CONSTRAINT UQ_Employee_EmpName UNIQUE (EmpName); -- 唯一约束

ALTER TABLE Employee
ADD CONSTRAINT CK_Employee_Salary CHECK (Salary >= 5000 AND Salary <= 60000); -- 检查约束

ALTER TABLE Employee
ADD CONSTRAINT DF_Employee_HireDate DEFAULT GETDATE() FOR HireDate; -- 默认约束

-- 2. 删除唯一约束
ALTER TABLE Employee
DROP CONSTRAINT UQ_Employee_EmpName;

-- 3. 修改检查约束（先删旧，再建新）
ALTER TABLE Employee
DROP CONSTRAINT CK_Employee_Salary;

ALTER TABLE Employee
ADD CONSTRAINT CK_Employee_Salary CHECK (Salary >= 4000 AND Salary <= 50000);

考点：

• 用 ALTER TABLE 动态添加 / 删除约束
• 检查约束的 “修改” 逻辑（需先删除旧约束）
• 默认约束的添加语法（DEFAULT ... FOR 列名）

---

练习五：约束冲突场景判断（选择题变形）

题目：
现有 Student 表结构：

CREATE TABLE Student (
    SID INT PRIMARY KEY,
    SName VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
    Age INT CHECK (Age >= 18 AND Age <= 30),
    Gender CHAR(2) CHECK (Gender IN ('男', '女'))
);

判断以下插入操作是否会触发约束冲突（填 “是” 或 “否”）：

操作语句	是否冲突	冲突类型（主键 / 唯一 / 检查 / 外键）
INSERT INTO Student VALUES (1, '张三', 20, '男');	否	-
INSERT INTO Student VALUES (1, '李四', 22, '女');	是	主键冲突（SID 重复）
INSERT INTO Student VALUES (2, '张三', 21, '男');	是	唯一约束冲突（SName 重复）
INSERT INTO Student VALUES (3, '王五', 17, '男');	是	检查约束冲突（Age < 18）
INSERT INTO Student VALUES (4, '赵六', 25, '未知');	是	检查约束冲突（Gender 不在允许值）

考点：

• 各类约束的冲突场景判断（主键重复、唯一列重复、检查条件不满足等）
• 实际操作中对约束生效逻辑的理解