sql操作数据库（3）-->外键约束、数据库表之间的关系、三大范式、多表查询、事务

外键约束

• 在新表中添加外键约束语法： constraint 外键约束名称 foreign key(外键的字段名称) references 主表表名(主键字段名)

• 在已有表中添加外键约束：alter table 从表表名 add constraints 外键约束名称 foreign key(外键的字段名称) references 主表表名(主键字段名)

• 删除外键语法： alter table 从表表名 drop foreign key 外键名称;

• 级联操作：

  • 注意：

    在从表中，修改关联主表中不存在的数据，是不合法的

    在主表中，删除从表中已经存在的主表信息，是不合法的。直接删除主表(从表中有记录数据关联) 会包删除失败。

  • 概念： 在修改或者删除主表的主键时，同时它会更新或者删除从表中的外键值，这种 动作我们称之为级联操作。

  • 语法：

    • 更新级联 on update cascade 级联更新 只能是创建表的时候创建级联关系。当更新主表中的主键，从表中的外键字段会同步更新。
    • 删除级联 on delete cascade 级联删除 当删除主表中的主键时，从表中的含有该字段的记录值会同步删除。

  • 操作：

    -- 给从表student添加级联操作
    create table student(
        s_id int PRIMARY key ,
        s_name VARCHAR(10) not null,
        s_c_id int,
    -- constraint  外键约束名称  foreign key(外键的字段名称)  references 主表表名(主键字段名)
    	 CONSTRAINT	stu_cour_id FOREIGN key(s_c_id)	REFERENCES	course(c_id)				-- 给s_c_id 添加外键约束
    	 ON UPDATE CASCADE	ON DELETE CASCADE
    )
    
    insert into student VALUE(1,'小孙',1),(2,'小王',2),(3,'小刘',4);
    insert into student VALUE(4,'小司马',1),(5,'小赵',1),(6,'小钱',1);
    
    -- 查询学生表中的记录
    select * from student;
    
    -- 级联操作。
    -- 更新级联  on update cascade   级联更新 只能是创建表的时候创建级联关系。当更新主表中的主键，从表中的外键字段会同步更新。
    update course set c_id = 10 where c_id = 1;
    -- 删除级联  on delete cascade   级联删除  当删除主表中的主键时，从表中的含有该字段的记录值会同步删除。
    
    delete from course where c_id = 10;
    

约束总结

约束名	关键字	描述
主键	primary key	唯一不为空
默认	default	插入数据，该字段没有赋值，系统会自动赋指定的默认值
非空	not null	该字段不能为null(空)
唯一	unique	该字段的值在整个表中只能出现1次
外键	foreign key	从表中添加外键字段，关联主表中的主键字段

表与表之间的关系

可以分成三类：

• 一对一的关系：一般情况下，一对一的关系基本不用，当发现两张表是一对一的关系，合成一张表，例如：人和身份证号，学生和学生证号

• 一对多的关系：在表关系中是最多的情况，也是最常见的，比如：部门和员工

• 多对多：从两个方向观察发现都是1-n关系，比如：学生表和课程表， 企业和应聘者 双选会

• 操作：

  ​ 学生表、课程表 多对多关系
  
  ​ 用户表 、角色表 一对多关系

  -- 创建学生表
  drop table student;
  create table student(
  
  		s_id int PRIMARY key auto_increment, -- 主键约束
      s_name VARCHAR(10) not null, -- 非空约束
  		s_num int unique not null -- 唯一约束，非空约束
  
  );
  -- 创建课程表
  drop table course;
  create table course (
  
      c_id int PRIMARY key auto_increment COMMENT '课程id', -- 主键约束
  		c_name VARCHAR(10) not null unique COMMENT '课程名称' -- 唯一 非空约束
  );
  
  -- 中间表
  create table t_stu_cour (
  
       s_id int,
       c_id int,
  
       CONSTRAINT stu_id foreign key(s_id) REFERENCES student(s_id),
       CONSTRAINT cour_id foreign key(c_id) REFERENCES course(c_id)
  );
  
  -- 创建用户表
  drop table user;
  create table user (
  
    u_id int PRIMARY key auto_increment COMMENT '用户表主键id', -- 主键约束
    u_name VARCHAR(10) not null, -- 非空约束
    u_phone VARCHAR(11) unique, -- 唯一约束
    u_rid int, -- 需要添加的外键信息
    CONSTRAINT user_rid FOREIGN key(u_rid) REFERENCES role(r_id)
  );
  -- 创建角色表
  drop table role;
  create table role (
  
     r_id int PRIMARY key auto_increment COMMENT '角色表主键id', -- 主键约束
     r_name VARCHAR(10) not null UNIQUE, -- 唯一约束 非空约束
     r_desc VARCHAR(255)
  )
  -- 如果两张表是一对多关系 设计创建时，先创建主表，再创建从表
  

• 表与表之间关系总结

  表之间关系	关系维护、创建
  一对一	合表，互为外键约束，表之间关系很少
  一对多	在从表(多的那一方)的那一方创建外键，关联主表的主键字段，先创建主表，再创建从表
  多对多	创建中间表，中间表分别添加外键约束关联各自对应的的主键

  数据库设计的范式

  • 什么是范式？

    在设计数据库的时候，需要遵从的规范要求，根据这些规范要求设计出合理的数据库。这些规范被称为范式。

    这些范式针对的是关系型数据库。

    目前关系型数据库的范式有六种：第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、第四范式(4NF)、第五范式(完美范式)(5NF)、巴斯-科德范式。(BCNF)

    各种范式呈递次规范，越高的范式数据库的冗余性就越低。

  • 前三种范式介绍：

    • 第一范式(1NF)：数据库中的每一列是不可分割的原子数据项。
    • 第二范式(2NF): 在第一范式的基础上，非码属性必须完全依赖于码(在第一范式的基础上消除非主属性对码的部分函数依赖)
      • 概念：
        1. 函数依赖：A---->B 如果通过A属性(属性组)的值，可以确定唯一的B属性值，可以称B依赖于A
        2. 完全函数依赖 A---->B 如果A是一个属性组，则B属性值的确定需要依赖于A属性组中的所有属性值
        3. 部分函数依赖 A---->B 如果A是一个属性组，则B属性值的确定只需要依赖于A属性组中某一个或某一些属性值即可。
        4. 传递函数依赖 A---->B B---->C 如果通过A属性(属性组)的值，可以唯一确定B属性的值，在通过B属性的值可以唯一确定C属性的值，可以称 C 传递依赖于A
        5. 码：如果在一张表中，一个属性或者属性组，被其他所有属性所完全依赖，则称这个属性(属性组)为该表的码。
           • 主属性： 码属性组中的所有属性
           • 非主属性：除主属性外的其他属性
    • 第三范式(3NF)：在第二范式的基础上，任何非主属性不依赖与其他的非主属性(在2NF基础上，消除传递函数依赖)

  • 三大范式总结

    范式	特征
    1NF	表中的每一列具有原子性，表中的每一列不可分割
    2NF	消除部分函数依赖，一张表只做一件事
    3NF	消除传递函数依赖，表中的每一列都直接依赖于码(主键)。不需要通过其他的字段(列)间接依赖于主键

    多表连接查询

    • 分类：内连接(显式内连接、隐式内连式)、外连接(左外连接、右外连接)

    • 笛卡尔积现象：

      • 左表中的每条记录和右表中的每条记录全关联组合，这种效果就称之为笛卡尔积现象。

    • 消除笛卡尔积现象

      添加条件过滤，使用where条件语句，达到过滤掉无效的数据。

    • 内连接 inner join

      • 隐式内连接：省略掉内连接关键字 inner join
        • 语法： select 字段列表 from 表名1,表名2,.... where 条件语句
        • 操作： select * from department ，employee where d_id = e_did;
      • 显式内连接：使用内连接关键字 inner join .... on语句 inner 可以省略
        • 语法： select 字段列表 from 表名1 [inner] join 表名2 on 条件语句
        • 操作：select * from department inner join employ on d_id = e_did;
      • 总结
        1. 查询哪些表
        2. 确定表关联的条件
        3. 使用连接的方式
        4. 确定查询的字段信息 ，尽量少用*

    • 外连接

      • 左外连接： 使用 left [outer] join ..... on 条件语句 outer关键字可以省略
        • 语法： select 字段列表 from 左表(主表) left [outer] join 右表(从表/辅表) on 条件语句。
        • 注意事项：用左表中的记录数据去匹配右表中的记录数据，如果符合条件的则显示，不显示的数据一律显示为null。保证左表中的数据全部显示。
        • 操作：select d.*, e. e_username from department as d left outer join employee as e on e.e_did = d.d_id;
      • 右外连接 使用 right [outer] join ..... on 条件语句 outer关键字可以省略
        • 语法： select 字段列表 from 右表(主表) right [outer] join 左表(从表/辅表) on 条件语句。
        • 注意事项：用右表中的记录数据去匹配左表中的记录数据，如果符合条件的则显示，不显示的数据一律显示为null。保证右表中的数据全部显示。
        • select * from employ right outer join department on e_did = d_id right outer join salary on e_id = s_eid

    • 子查询

      • 什么是子查询？

      • 概念：一个查询的结果是另一个查询的条件，形成查询嵌套，里面的查询称之为子查询，一定要出现小括号。

      • 子查询有三种情况：

        • 子查询结果可以是单行单列，只有一个字段，这一个只有一个值

        • 也可以是多行单利，只有一个字段，这个字段有多个值

        • 还可以是多行多列，有多个字段，多个字段分别有多个值。

        • 操作：

          • 第一种情况： 单行单列

            1. 语法：select 查询字段列表 from 表名 where 字段 比较运算符 (子查询)；
            2. 特征：我们可以在where的后面 使用比较运算符 > < >= <= != <>

          • 第二种情况：多行单列

            1. 语法：select 查询字段列表 from 表名 where 字段 in (子查询)；

            2. 特征：结果值是一个集合或者一个数组，父查询使用in运算符

            3. 操作：

               select
               	d_name
               from
               	department
               WHERE
               	d_id
               in (
               SELECT
                 DISTINCT e_did
               FROM
                  employee
               WHERE
                  age > (
                SELECT
                   avg(age)
               FROM
                  employee
               )
               )
               

          • 第三种情况：多行多列，一般情况下我们可以作为一张虚拟表，进行关联二次查询，一般需要给这个虚拟表起一个别名来实现。

            • 语法：select 查询字段列表 from 表名 ,(子查询) as 新表名 where 条件语句 ；
            • 特征：多行多列不能再使用in运算符或者比较运算符，而是需要进行多表关联，给查询出来的多行多列起别名。

      • 子查询总结：

        • 单行单列：只有一个值，在where后面可以使用比较运算符，作为条件
        • 多行单列：是一个集合值或者数组值，在where后面使用的是in运算符，作为条件
        • 多行多列：大多数多列结果值是放在from后面的，作为多表关联的。可以进行二次条件过滤。

    事务

    • ​ 什么是事务：一个业务操作中，这个操作要么被完全执行成功，要么被撤销掉。这个业务操作是一个整体，在这个整体中所有的sql语句要么全部执行成功，要么被回滚。(业务执行失败)。
    • 操作： 张三给李四转账10000，张三的账户减掉1万块 李四的账户增加1万块

    -- 创建账户表
    create table account (
    
        id int PRIMARY key auto_increment, -- 主键id
        username VARCHAR(10) not null, -- 账户
        balance double -- 账户余额
    )
    
    -- 插入两条数据
    insert into account values(null,'张三',20000),(null,'李四',20000);
    -- 张三给李四转账1000块钱
    -- 先让张三的钱减掉10000
    update account set balance = balance - 10000 where username = '张三';
    
    -- 添加一条语句
    update account set balance = balance - 10000  username = '张三';
    
    -- 再让李四的钱增加10000
    update account set balance = balance + 10000 where username = '李四';
    
    -- 还原数据
    update account set balance = 20000;
    
    -- 查询账户表
    SELECT * from account;
    
    

    • 手动操作事务：

      • 三个动作：
        • 开启事务： start transaction;
        • 提交事务: commit;
        • 回滚事务: rollback;

    • 事务的四大特性：

      1. 原子性：这个事务是一个整体，在这个整体中，是不可分割的，在事务中所有的sql语句要么完全执行成功，要么都失败。
      2. 一致性：事务在执行前和执行后数据库中的数据状态是一致的。转账：张三和李四转账前余额都是20000，转账后，如果成功结果：张三是10000，李四是30000，如果失败结果：张三是20000，李四也是20000。
      3. 隔离性：事务与事务之间是互不影响的，在多个事务并发执行的时候应该处于隔离的状态。
      4. 持久性：一旦事务执行成功，对数据库的影响是持久的。

    • 事务的隔离级别：读未提交-->read uncommitted 读已提交--->read committed 可重复读 ----> repeatable read

      ​ 串行化-----> serializable 锁表 安全性最高 性能最低

    • 由事务隔离级别引发并发访问操作的问题：脏读、不可重复读、幻读。