C++学习路线（数据库部分）三

列的完整性约束

完整性约束条件是对字段进行限制，要求用户对该属性进行的操作符合特定的要求。如果不满足完整性约束条件，数据库系统将不再执行用户的操作。MySQL中基本的完整性约束条件如表3-11所示。下表是完整性约束条件:

设置表字段的主键约束（PRIMARY KEY，PK）

主键是表的一个特殊字段，能唯一标识该表中的每条信息。主键和记录的关系，如同身份证和人的关系。主键用来标识每个记录，每个记录的主键值都不同。身份证用来表明人的身份，每个人都具有唯一的身份证号。设置表的主键是指在创建表时设置表的某个字段为该表的主键。

主键的主要目的是帮助数据库管理系统以最快的速度查找到表的某一条信息。主键必须满足的条件就是主键必须是唯一的，表中任意两条记录的主键字段的值不能相同，并且是非空值。主键可以是单一的字段，也可以是多个字段的组合。

单主键字段

CREATE TABLE tablename(

    propName propType PRIMARY KEY, ......

);

或

CREATE TABLE tablename(

    propName propType , ......

PRIMARY KEY(propType）

);

创建表school，设置id字段为PK约束，再查看class表信息

Mysql 支持给主键设置名字：

CREATE TABLE tablename(

    propName propType , ......

CONSTRAINT pk_name PRIMARY KEY(propType）

);

给id字段的PK约束设置一个名字，可以执行SQL语句CONSTRAINT。创建表class:

多字段主键 

主键是由多个属性组合而成时，在属性定义完之后统一设置主键。语法规则如下：

CREATE TABLE tablename(  

    propName1 propType ,

    propName2 propType ,

    ......                     

[CONSTRAINT pk_name]PRIMARY KEY(propName1, propName2)

);

设置表字段的外键约束（FOREIGN KEY，FK）

外键是表的一个特殊字段，外键约束是为了保证多个表（通常为两个表）之间的参照完整性，即构建两个表的字段之间的参照关系。

设置外键约束的两个表之间具有父子关系，即子表中某个字段的取值范围由父表决定。例如，表示一个班级和学生关系，即每个班级有多个学生。首先应该有两个表：

班级表和学生表，然后学生表有一个表示班级编号的字段no，其依赖于班级表的主键，这样字段no就是学生表的外键，通过该字段班级表和学生表建立了关系。

• 一个班级表：

ID	名称	班主任
101	六年级一班	马老师
102	六年级二班	潘老师

班级表主键 <ID>

每一行对应着一个班级，而一个班级对应着多个学生，所以班级表和学生表的关系就是“一对多”：

ID	姓名	班级ID	性别	年龄
1	小花	101	M	9
2	小红	102	F	8
3	小军	102	M	8
4	小白	101	F	9

班级表<ID> 为学生表<班级ID >的外键

在具体设置FK约束时，设置FK约束的字段必须依赖于数据库中已经存在的父表的主键，同时外键可以为空（NULL）。

设置表中某字段的FK约束非常简单，可以在MySQL数据库管理系统中通过SQL语句FOREIGN KEY来实现，其语法形式如下：

CREATE TABLE tablename_1(  

    propName1 propType ,

    propName2 propType ,

    ......                     

[CONSTRAINT fk_name]FOREIGN KEY(propName1) REFERENCES table2_name(table2_column)

);

其中,tablename_1参数是要设置外键的表名，propName1参数是要设置外键的字段，table2_name是父表的名称，table2_column是父表中设置主键约束的字段名。

设置表字段的非空约束（NOT NULL, NK）

当数据库表中的某个字段上的内容不希望设置为NULL时，可以使用NK约束进行设置。NK约束在创建数据库表时为某些字段上加上“NOT NULL”约束条件，保证所有记录中的该字段都有值。如果在用户插入的记录中该字段为空值，那么数据库管理系统会报错。

设置表中某字段的NK约束非常简单，查看帮助文档可以发现，在MySQL数据库管理系统中是通过SQL语句NOT NULL来实现的，其语法形式如下：

CREATE TABLE tablename(

    propName propType NOT NULL , ......

);

设置表字段唯一约束（UNIQUE，UK）

当数据库表中某个字段上的内容不允许重复时，可以使用UK约束进行设置。UK约束在创建数据库时为某些字段加上“UNIQUE”约束条件，保证所有记录中该字段上的值不重复。如果在用户插入的记录中该字段上的值与其他记录中该字段上的值重复，那么数据库管理系统会报错。

设置表中某字段的UK约束非常简单，可以在MySQL数据库管理系统中通过SQL语句UNIQUE来实现，其语法形式如下：

CREATE TABLE tablename(

    propName propType UNIQUE, ......

);

注意： unique 约束允许受约束的字段出现多个空值 NULL, 不算重复

如：

mysql> create database school;   #创建数据库school mysql> use school;   #选择数据库school mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));         #创建表class mysql> desc class ;  #查询表class 的定义, describe class 效果等同 mysql> show create table class ;  #同样可以实现查询表class 的定义

设置表字段值自动增加（AUTO_INCREMENT）

AUTO_INCREMENT是MySQL唯一扩展的完整性约束，当向数据库表中插入新记录时，字段上的值会自动生成唯一的ID。在具体设置AUTO_INCREMENT约束时，一个数据库表中只能有一个字段使用该约束，该字段的数据类型必须是整数类型。由于设置AUTO_INCREMENT约束后的字段会生成唯一的ID，因此该字段也经常会同时设置成PK主键。

设置表中某字段值的自动增加约束非常简单，可以在MySQL数据库管理系统中通过SQL语句AUTO_INCREMENT来实现，其语法形式如下：

CREATE TABLE tablename(

    propName propType AUTO_INCREMENT, ......

);

在上述语句中，tablename参数表示所要设置非空约束的字段名字，propName参数为属性名，propType为属性类型，propName字段要设置自动增加约束。默认情况下，字段propName的值从1开始增加，每增加一条记录，记录中该字段的值就会在前一条记录(或已存在的最大值（包括曾经存在的）)的基础上加1。

mysql> create database school;   #创建数据库school mysql> use school;   #选择数据库school mysql> create table class(id int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));         #创建表class,设置字段id为自增长 mysql> show create table class ;  #查询表class 的定义

注意: mysql8 中,AUTO_INCREMENT 必须设为键(主键、外键和唯一键均可)！ 否则会报错！

设置表字段的默认值（DEFAULT）

当为数据库表中插入一条新记录时，如果没有为某个字段赋值，数据库系统就会自动为这个字段插入默认值。为了达到这种效果，可通过SQL语句关键字DEFAULT来设置。

设置数据库表中某字段的默认值非常简单，可以在MySQL数据库管理系统中通过SQL语句DEFAULT来实现，其语法形式如下：

CREATE TABLE tablename(

    propName propType DEFAULT defaultvalue, ......

);

注意： 如果没有设置，则默认为空

调整列的完整性约束 主键PK、外键FK和 唯一键UK

 create table class_0(id int primary key auto_increment , name varchar(128) unique , teacher varchar(128));

新增

alter table [table_name] add constraint [constraint_name] [unique key| primary key|foreign key] ([column_name])

 alter table class_0 add constraint unqiue_teacher unique(teacher);

删除

1. 通过如下命令查询键值的约束名:

show index或keys from 表名;     

1. 执行如下命令删除:

    主键：        alter table 表名 drop primary key;

外键或唯一键:  alter table 表名 drop index 约束名;

修改

按照上述步骤 先执行 删除 然后再 新增 即可！

修改默认值DEFAULT、自增长和非空NK

使用如下语法重新定义列即可：

alter table 表名 modify 列名 类定义;

 alter table class_0 modify teacher varchar(128) NOT NULL;

表索引

索引是一种特殊的数据库结构，可以用来快速查询数据库表中的特定记录，是提高数据库性能的重要方式。MySQL中，所有的数据类型都可以被索引。

通过索引，查询数据时可以不必读完记录的所有信息，而只是查询索引列，否则数据库系统将读取每条记录的所有信息进行匹配。例如，索引相当于新华字典的音序表，如果要查“过”字，如果不适用音序，就需要从字典的第一页开始翻几百页；如果提取拼音出来，构成音序表，就只需要从10多页的音序表中直接查找，这样就可以大大节省时间。因此，使用索引可以在很大程度上提高数据库的查询速度，有效地提高了数据库系统的性能。

- 索引类型

索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。下文中将详细介绍~

- 索引存储

数据库底层索引实现主要有两种存储类型，B树(BTREE)和哈希(HASH)索引，InnoDB和MyISAM 使用BTREE索引；而MEMORY 存储引擎可以使用BTREE 和HASH 索引，默认用BTREE.在没有指定的情况下，数据库使用的引擎是 InnoDB。

- 索引优点

可以提高检索数据的速度。

- 索引缺点

创建和维护索引需要耗费时间，耗费时间的数量随着数据量的增加而增加；索引需要占用物理空间，每一个索引要占一定的物理空间；增加、删除和修改数据时，要动态地维护索引，造成数据的维护速度降低了。

- 使用建议

索引可以提高查询的速度，但是会影响插入记录的速度，因为向有索引的表中插入记录时，数据库系统会按照索引进行排序，这样就降低了插入记录的速度，插入大量记录时的速度影响更加明显。这种情况下，最好的办法是先删除表中的索引，然后插入数据，插入完成后再创建索引。

创建和查看索引

创建索引是指在某个表的一列或多列上建立一个索引，以便提高对表的访问速度。创建索引有3种方式，分别是创建表的时候创建索引、在已经存在的表上创建索引和使用ALTER TABLE语句来创建索引。本节将根据具体的索引分类详细的讲解这3种创建方法。

1.  普通索引

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    propname2 type2,

    propnamen type..n,

     INDEX | KEY

    [indexname] (propnamen [(length)] [ ASC | DESC ] ) );

其中，参数INDEX和KEY是用来指定字段为索引的，两者选择其中之一就可以了，作用是一样的；参数indexname是索引名字，可省略；参数propnamen是索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段；参数length是可选参数，其指索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列，如果不指定，则为升序。

mysql> create database school;   #创建数据库school  

mysql> use school;   #选择数据库school  

mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64), INDEX index_no(id DESC));       #创建表class, 并建立为id 字段索引  

mysql> show create table class;  #查看表结构

mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1

mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2

mysql> select * from class where id > 0 ;   #根据id查询记录，结果将降序排列  

已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

CREATE INDEX indexname ON tablename (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

参数INDEX是用来指定字段为索引，此处不能为KEY；参数indexname是新创建的索引的名字；参数tablename是指需要创建索引的表的名称，该表必须是已经存在的，如果不存在，需要先创建；参数propname指定索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段；参数length是可选参数，表示索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列,默认升序。

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create index index_id on class(id ASC);  #追加升序索引   mysql> show create table class;  #查看表定义   mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2 mysql> select * from class where id > 0 ;   #根据id查询记录，结果将降序排列

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

ALTER TABLE tablename ADD INDEX | KEY indexname  

     (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

在上述语句中，参数tablename是需要创建索引的表；关键字IDNEX或KEY用来指定创建普通索引；参数indexname用来指定所创建的索引名；参数propname用来指定索引所关联的字段的名称；参数length用来指定索引的长度；参数ASC用来指定升序排序；参数DESC用来指定降序排序。

查看索引执行情况

EXPLAIN  查询语句

key：   实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引

possible_keys：显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引 将被列出，但不一定被查询实际使用

key_len： 表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。此值越短越好！

1. 唯一索引

所谓唯一索引，就是在创建索引时，限制索引的字段值必须是唯一的。通过该类型的索引可以比普通索引更快速地查询某条记录。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    ……

    propnamen type..n,

    UNIQUE INDEX | KEY [indexname] (propnamen [(length)] [ ASC | DESC ] ) );

注意：参数UNIQUE INDEX和UNIQUE KEY是用来指定字段为索引的，两者选择其中之一即可；参数indexname是索引名字，可省略；参数propnamen是索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段且必须定义为 UNIQUE 约束；参数length是可选参数，其指索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列，如果不指定，则为升序。

 int不能指定长度 只能char varchar这种可以

已存在的表上创建索引

方法一:

CREATE UNIQUE INDEX indexname  

    ON tablename (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

方法二:

ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE INDEX | KEY indexname (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

1. 全文索引

全文索引主要对字符串类型建立基于分词的索引，主要是基于CHAR、VARCHAR和TEXT的字段上，以便能够更加快速地查询数据量较大的字符 串类型的字段。

全文索引以词为基础的，MySQL默认的分词是所有非字母和数字的特殊符号都是分词符。

MySQL从3.23.23版本开始支持全文索引，MySQL5.6以前只能在存储引擎为MyISAM的数据表上创建全文索引,5.6之后InnoDB开始支持全文索引(5.7之后支持中文全文索引) 。在默认情况下，全文索引的搜索执行方式为不区分大小写，如果全文索引所关联的字段为二进制数据类型，就以区分大小写的搜索方式执行。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    propname2 type2,

    ……

    propnamen type..n,

    FULLTEXT INDEX | KEY

    [indexname] (propnamen [(length)] ) );

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql>create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64),comment varchar(1024),FULLTEXT INDEX index_comm(comment));       #创建表class, 并建立为comment 字段为全文索引   mysql> insert into class values(1,'1班','Martin','我是一个兵，来自老百姓!');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(2,'2班','Rock','此班主任毕业自唐僧系');   # 插入记录2 mysql> insert into class values(3,'3班','Janny','I''m Miss Zhang.');   #插入记录3   mysql> select * from class where match(comment) AGAINST('我是一个兵');#利用全文检索索引快速查询记录

 

（comment against还没学）应该是不支持中文分词

已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

在MySQL中创建全文索引除了通过SQL语句FULLTEXT INDEX来实现外，还可以通过SQL语句CREATE FULLTEXT INDEX来实现，其语法形式如下：

    CREATE FULLTEXT INDEX indexname

    ON tablename( propname1 [ ( length ) ] );

在上述语句中，关键字CREATE FULLTEXT INDEX表示用来创建全文索引。

如下例表已存在，可通过CREATE语句创建全文索引：

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create FULLTEXT index index_teacher on class(teacher );  #追加全文索引   mysql> show create table class;  #查看表定义

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

除了上述两种方式来创建全文索引外，在MySQL中创建全文索引还可以通过SQL语句ALTER来实现，其语法形式如下：

    ALTER TABLE tablename

    ADD FULLTEXT INDEX|KEY indexname(propname [(length)]);

使用场景

根据全文索引字段进行全文检索数据：

SELECT * FROM 表名WHERE MATCH(`列名`) AGAINST('关键字');

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64),info varchar(1024),FULLTEXT INDEX index_des(info));       #创建表class, 并建立为info 字段为全文索引   mysql> insert into class values(1,'1班','Martin','我是一个兵，来自老百姓!');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(2,'2班','Rock','此班主任毕业自唐僧系');   # 插入记录2 mysql> insert into class values(3,'3班','Janny','I'm Miss Zhang.');   # 插入记录3 mysql> select * from class where match(teacher) AGAINST('我是一个兵');#根据id查询记录

1.  多列索引

多列索引，是指在创建索引时所关联的字段不是一个字段，而是多个字段，虽然可以通过所关联的字段进行查询，但是只有查询条件中使用了所关联字段中的第一个字段，多列索引才会被使用。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    ……

    propnamen type..n,

    INDEX | KEY [indexname] (propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],

                             Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],

                              ... ...                               

                             Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ])

);

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64), INDEX index_mult_columns(id, teacher));       #创建表class, 并建立包含id,teacher字段的多列索引   mysql> show create table class;  #查看表定义   mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2 mysql> select * from class where id > 0 ;   #仅根据id查询记录会启用多列索引

已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

    CREATE  INDEX indexname

    ON tablename( propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],  

                   Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],   

                              ... ...                                

                         Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ]  );

在上述语句中，关键字CREATE  INDEX表示用来创建多列索引。

如下例表已存在，可通过CREATE语句创建多列索引：

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create  index index_id on class(id, name );  #追加多列索引   mysql> show create table class;  #查看表定义

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

除了上述两种方式来创建全文索引外，在MySQL中创建全文索引还可以通过SQL语句ALTER来实现，其语法形式如下：

    ALTER TABLE tablename

    ADD INDEX|KEY indexname(propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],  

                   Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],              

                              ... ...                                          

                         Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ]  );

1.  隐藏索引

MySQL 8开始支持隐藏索引。隐藏索引提供了更人性化的数据库操作。

隐藏索引，顾名思义，让索引暂时不可见，不会被优化器使用。默认情况下索引是可见的。隐藏索引可以用来测试索引的性能。验证索引的必要性时不需要删除索引，可以先将索引隐藏，如果优化器性能无影响就可以真正地删除索引。

ALTER TABLE tablename ALTER  INDEX  index_name INVISIBLE;  #隐藏索引

ALTER TABLE tablename ALTER  INDEX  index_name VISIBLE;    #取消隐藏

1.  删除索引

所谓删除索引，就是删除表中已经创建的索引。之所以要删除索引，是因为这些索引会降低表的更新速度，影响数据库的性能。

在MySQL中删除索引通过SQL语句DROP INDEX来实现，其语法形式如下：

    DROP INDEX indexname ON tablename;  

修改索引:    先删除，后增加   

1.  索引的设计原则

为了使索引的使用效率更高，在创建索引时，必须考虑在哪些字段上创建索引和创建什么类型的索引。本节将介绍一些索引的设计原则。

1. 选择唯一性索引

唯一性索引的值是唯一的，可以更快速地通过该索引来确定某条记录。例如，学生表中学号是具有唯一性的字段，为该字段建立唯一性索引可以很快确定某个学生的信息，如果使用姓名的话，可能存在同名现象，从而降低查询速度。

2. 为经常需要排序、分组和联合操作的字段建立索引

经常需要使用ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT和UNION等操作的字段，排序操作会浪费很多时间，如果为其建立索引，可以有效地避免排序操作。

3. 为经常作为查询条件的字段建立索引

如果某个字段经常用来做查询条件，那么该字段的查询速度会影响整个表的查询速度，为这样的字段建立索引可以提高整个表的查询速度。

4.限制索引的数目

索引的数目不是越多越好。每个索引都需要占用磁盘空间，索引越多，需要的磁盘空间就越大，修改表时，对索引的重构和更新很麻烦。

5. 尽量使用数据量少的索引

如果索引的值很长，那么查询的速度会受到影响。例如，对一个CHAR(100)类型的字段进行全文检索需要的时间肯定要比对CHAR(10)类型的字段需要的时间多。

6. 尽量使用前缀来索引

如果索引的值很长，最好使用值的前缀来索引。例如，TEXT和BLOG类型的字段，进行全文检索会很浪费时间，如果只检索字段前面的若干字符，这样可以提高检索速度。

7. 删除不再使用或者很少使用的索引

表中的数据被大量更新，或者数据的使用方式被改变后，原有的一些索引可能不再需要。数据库管理员应当定期找出这些索引，将它们删除，从而减少索引对更新操作的影响。