Используются в любой деятельности: в банковской и финансовой отраслях, туристическом бизнесе, складских хозяйствах, на производстве и в обучении. Они представляют собой совокупность таблиц, имеют четкие свойства и подчиняются строгим требованиям. В реляционных БД таблицы называют отношениями.
Что такое первичный ключ в БД
В базе данных первичный ключ таблицы - это один из ее столбцов (Primary key). Разберемся на примере, как это выглядит. Представим простое отношение студентов университета (назовем его "Студенты").
Нам необходимо однозначно определить студента по одному столбцу. Для этого информация в этом столбце для каждой записи должна быть уникальной. Но имеющиеся данные в этом отношении не дают нам однозначно идентифицировать запись, так как на одном курсе и одном факультете могут учиться однофамильцы, тезки и учащиеся с одинаковыми фамилиями и именами. Первичный ключ в базе данных служит для точного определения необходимой строки в отношении. Чаще всего в этом качестве используется числовое поле, автоматически возрастающее с вводом записи (автоинкрементный столбец-идентификатор).
Простой и составной первичный ключ
Primary key может быть простым и составным. Если уникальность записи определяется значением только в одном поле, как описано выше, мы имеем дело с простым ключом. Составной ключ - это первичный ключ базы данных, состоящий из двух и более полей. Рассмотрим следующее отношение клиентов банка.
| Ф. И. О. | Дата рождения | Серия паспорта | Номер паспорта |
| Иванов П.А. | 12.05.1996 | 75 | 0553009 |
| Сергеев В.Т. | 14.07.1958 | 71 | 4100654 |
| Краснов Л.В. | 22.01.2001 | 73 | 1265165 |
Паспорта людей могут содержать одни и те же серии либо номера, но паспортов с одним и тем же сочетанием серии и номера не существует. Таким образом, поля "Серия паспорта" и "Номер паспорта" станут составным ключом указанного отношения, однозначно идентифицируя человека.
Связи между отношениями
Итак, первичный ключ в базе данных - это один или несколько столбцов таблицы, позволяющий однозначно идентифицировать строку этого отношения. Для чего же он нужен?
Вернемся к первому примеру с отношением "Студенты". В базе данных, кроме этого отношения, хранится и другая информация, например, успеваемость каждого учащегося. Чтобы не повторять всю информацию, что уже содержится в БД, пользуются ключом, ссылаясь на нужную запись. Это выглядит так.
В двух отношениях примера мы видим поле ID. Это первичные ключи в базе данных для этих таблиц. Как видим, в успеваемости содержатся только ссылки на эти поля из других таблиц без необходимости указывать всю информацию из них.
Естественный и суррогатный ключ
Как определяют первичный ключ таблицы базы данных? Два рассмотренных нами примера - "Студенты" и "Клиенты банка" - иллюстрируют понятия естественного и суррогатного ключа. В таблице клиентов банка мы определили ключ, состоящий из полей "Номер" и "Серия паспорта", использовав уже имеющиеся столбцы. Такой ключ называется естественным, для его определения мы не производили никаких изменений и дополнений. В случае с отношением "Студенты" ни одно поле или сочетание полей не давали нам уникальности. Это вынудило нас ввести дополнительное поле с кодом учащегося. Такой ключ называется суррогатным, для него мы добавили еще один служебный столбец в таблицу. Этот столбец не несет никакой полезной информации и служит только для идентификации записей.
Внешний ключ и целостность данных в БД
Все вышеизложенное приводит нас к внешнему ключу (Foreign key) и целостности БД. Foreign key - это поле, ссылающееся на Primary key внешнего отношения. В таблице успеваемости это столбцы "Студент" и "Дисциплина". Их данные отсылают нас к внешним таблицам. То есть поле "Студент" в отношении "Успеваемость" - это Foreign key, а в отношении "Студент" это первичный ключ в базе данных.
Важным принципом построения баз данных является их целостность. И одно из ее правил - целостность по ссылкам. Это значит, что внешний ключ таблицы не может ссылаться на несуществующий Primary key другого отношения. Нельзя удалить из отношения "Студент" запись с кодом 1000 - Иванов Иван, если на нее ссылается запись из таблицы успеваемости. В правильно построенной БД при попытке удаления вы получите ошибку, что это поле используется.
Существуют и другие группы правил целостности, а также другие ограничения баз данных, которые также заслуживают внимания и должны быть учтены разработчиками.
Ранее в этой книге, мы указывали на определенные связи которые существуют между некоторыми полями типовых таблиц. Поле snum таблицы Заказчиков, например, соответствует полю snum в таблице Продавцов и таблице Порядков. Поле cnum таблицы Заказчиков также соответствует полю cnum таблицы Порядков. Мы назвали этот тип связи - справочной целостностью; и в ходе обсуждения, вы видели как ее можно использовать.
В этой главе, вы будете исследовать справочную целостность более под- робно и выясним все относительно ограничений которые вы можете использовать чтобы ее поддерживать. Вы также увидите, как предписывает- с это ограничение когда вы используете команды модификации DML. Поскольку справочна целостность включает в себя связь полей или групп полей, часто в разных таблицах, это действие может быть несколько слож- нее чем другие ограничения. По этой причине, хорошо иметь с ней полное знакомство, даже если вы не планируете создавать таблицы. Ваши команды модификации могут стать эффективнее с помощью ограничения справочной целостности (как и с помощью других ограничений, но ограничение справочной целостности может воздействовать на другие таблицы кроме тех в которых оно определено), а определенные функции запроса, такие как объединения, являются многократно структурированы в терминах связей справочной целостности (как подчеркивалось в Главе 8).
ВНЕШНИЙ КЛЮЧ И РОДИТЕЛЬСКИЙ КЛЮЧ
Когда все значения в одном поле таблицы представлены в поле другой таблицы, мы говорим что первое поле ссылается на второе. Это указывает на прямую связь между значениями двух полей. Например, каждый из заказчиков в таблице Заказчиков имеет поле snum которое ука- зывает на продавца назначенного в таблице Продавцов. Для каждого порядка в таблице Порядков, имеется один и только этот про- давец и один и только этот заказчик. Это отображается с помощью полей snum и cnum в таблице Порядков.Когда одно поле в таблице ссылается на другое, оно называется - внешним ключом; а поле на которое оно ссылается, называется - родительским ключом. Так что поле snum таблицы Заказчиков - это внешний ключ, а поле snum на которое оно ссылается в таблице Продавцов - это родительский ключ.
Аналогично, пол cnum и snum таблицы Порядков - это внешние ключи которые ссылаются к их родительским ключам с именами в таблице За- казчиков и таблице Продавцов. Имена внешнего ключа и родительского ключа не обязательно должны быть одинаковыми, это - только соглашение которому мы следуем чтобы делать соединение более понятным.
МНОГО-СТОЛБЦОВЫЕ ВНЕШНИЕ КЛЮЧИ
В действительности, внешний ключ не обязательно состоит только из одного пол. Подобно первичному ключу, внешний ключ может иметь любое число полей, которые все обрабатываются как единый модуль. Внешний ключ и родительский ключ на который он ссылается, конечно же, должны иметь одинаковый номер и тип пол, и находиться в одинаковом порядке. Внешние ключи состоящие из одного пол - те что мы использовали исключительно в наших типовых таблицах, наиболее общие. Чтобы сохранить простоту нашего обсуждения, мы будем часто говорить о внешнем ключе как об одиночном столбце. Это не случайно. Если это не от- метить, любой скажет о поле которое является внешним ключом, что оно также относится и к группе полей которая является внешним ключом.СМЫСЛ ВНЕШНЕГО И РОДИТЕЛЬСКОГО КЛЮЧЕЙ
Когда поле - является внешним ключом, оно определенным образом связано с таблицей на которую он ссылается. Вы, фактически, говорите - " каждое значение в этом поле (внешнем ключе) непосредственно привязано к зна- чению в другом поле (родительском ключе)." Каждое значение (каждая строка) внешнего ключа должно недвусмысленно ссылаться к одному и только этому значению (строке) родительского ключа. Если это так, то фактически ваша система, как говорится, будет в состоянии справочной целостности. Вы можете увидеть это на примере. Внешний ключ snum в таблице Заказ- чиков имеет значение 1001 для строк Hoffman и Clemens. Предположим что мы имели две строки в таблице Продавцов со значением в поле snum = 1001. Как мы узнаем, к которому из двух продавцов были назначены заказчики Hoffman и Clemens ? Аналогично, если нет никаких таких строк в таблице Продавцов, мы получим Hoffman и Clemens назначенными к продавцу которого не существует!Понятно, что каждое значение во внешнем ключе должно быть представ- лено один, и только один раз, в родительском ключе.
Фактически, данное значение внешнего ключа может ссылаться только к одному значению родительского ключа не предполагая обратной возможности: т.е. любое число внешних ключей может ссылать к единственному значению родительского ключа. Вы можете увидеть это в типовых таблицах наших примеров. И Hoffman и Clemens назначены к Peel, так что оба их значения внешнего ключа совпадают с одним и тем же родительским ключом, что очень хорошо. Значение внешнего ключа должно ссылаться только к одному значению родительского ключа, зато значение родительского ключа может ссылаться с помощью любого количества значений внешнего ключа. В качестве иллюстрации, значения внешнего ключа из таблицы Заказчиков, совпавшие с их родительским ключом в Продавцов таблице, показываются в Рисунке 19.1. Для удобства мы не учитывали пол не относящиеся к этому примеру.
ОГРАНИЧЕНИЕ FOREIGN KEY
SQL поддерживает справочную целостность с ограничением FOREIGN KEY. Хотя ограничение FOREIGN KEY - это нова особенность в SQL, оно еще не обеспечивает его универсальности. Кроме того, некоторые его реализации, более сложны чем другие. Эта функция должна ограничивать значения которые вы можете ввести в вашу базу данных чтобы заставить внешний ключ и родительский ключ соответствовать принципу справочной целостности. Одно из действий ограничения Внешнего Ключа - это отбрасывание значений для полей ограниченных как внешний ключ который еще не представлен в ро- дительском ключе. Это ограничение также воздействует на вашу способность изменять или удалять значения родительского ключа (мы будем обсуждать это позже в этой главе).КАК МОЖНО ПОЛЯ ПРЕДСТАВИТЬ В КАЧЕСТВЕ ВНЕШНИХ КЛЮЧЕЙ
Вы используете ограничение FOREIGN KEY в команде CREATE TABLE (или ALTER TABLE), которая содержит поле которое вы хотите объявить внешним ключом. Вы даете им родительскому ключу на которое вы будете ссылаться внутри ограничения FOREIGN KEY. Помещение этого ограничения в команду - такое же что в для других ограничений обсужденных в предыдущей главе . Рисунок 19.1: Внешний Ключ таблицы Заказчиков с родительским ключомПодобно большинству ограничений, оно может быть ограничением таблицы или столбца, в форме таблицы позволяющей использовать многочисленные пол как один внешний ключ.
ВНЕШНИЙ КЛЮЧ КАК ОГРАНИЧЕНИЕ ТАБЛИЦЫ
Синтаксис ограничения таблицы FOREIGN KEY: FOREIGN KEY* Они должны иметь одинаковое число столбцов.
* В данной последовательности, первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов внешнего ключа, должны иметь одинаковые типы данных и размеры, что и первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов родительского ключа. Столбцы в списках обоих столбцов не должны иметь одинаковых имен, хотя мы и использовали такой способ в наших примерах чтобы делать связь более понятной.
Создадим таблицу Заказчиков с полем snum определенным в качестве внешнего ключа ссылающегося на таблицу Продавцов: CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY cname char(10), city char(10), snum integer, FOREIGN KEY (snum) REFERENCES Salespeople (snum); Имейте в виду, что при использовании ALTER TABLE вместо CREATE TABLE, для применения ограничения FOREIGN KEY, значения которые Вы указываете во внешнем ключе и родительском ключе, должны быть в состоянии справочной целостности. Иначе команда будет отклонена. Хотя ALTER TABLE очень полезна из-за ее удобства, вы должны будете в вашей системе, по возможности каждый раз, сначала формировать структурные принципы, типа справочной целостности.
ВНЕШНИЙ КЛЮЧ КАК ОГРАНИЧЕНИЕ СТОЛБЦОВ
Вариант ограничения столбца ограничением FOREIGN KEY - по другому называется - ссылочное ограничение (REFERENCES), так как он фактически не со- держит в себе слов FOREIGN KEY, а просто использует слово REFERENCES, и далее им родительского ключа, подобно этому: CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, cname char(10), city char(10), snum integer REFERENCES Salespeople (snum)); Вышеупомянутое определяет Customers.snum как внешний ключ у которого родительский ключ - это Salespeople.snum. Это эквивалентно такому ограничению таблицы: FOREIGN KEY (snum) REGERENCES Salespeople (snum)НЕ УКАЗЫВАТЬ СПИСОК СТОЛБЦОВ ПЕРВИЧНЫХ КЛЮЧЕЙM
Используя ограничение FOREIGN KEY таблицы или столбца, вы можете не указывать список столбцов родительского ключа если родительский ключ имеет ограничение PRIMARY KEY. Естественно, в случае ключей со многими полями, порядок столбцов во внешних и первичных ключах должен совпадать, и, в любом случае, принцип совместимости между двум ключами все еще применим. Например, если мы поместили ограничение PRIMARY KEY в поле snum таблицы Продавцов, мы могли бы использовать его как внешний ключ в таблице Заказчиков (подобно предыдущему примеру) в этой команде: CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, cname char(10), city char(10), snum integer REFERENCES Salespeople); Это средство встраивалось в язык, чтобы поощрять вас использовать первич- ные ключи в качестве родительских ключей.КАК СПРАВОЧНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОГРАНИЧИВАЕТ ЗНАЧЕНИЯ РОДИТЕЛЬСКОГО КЛЮЧА
Поддержание справочной целостности требует некоторых ограничений на значения, которые могут быть представлены в полях, объявленных как внешний ключ и родительский ключ. Родительский ключ должен быть структурен, чтобы гарантировать, что каждое значение внешнего ключа будет соответствовать одной указанной строке. Это означает, что он (ключ) должен быть уникальным и не содержать никаких пустых значений(NULL). Этого не достаточно для родительского ключа в случае выполнения такого требования как при объявлении внешнего ключа. SQL должен быть уверен что двойные значения или пустые значения (NULL) не были введены в родительский ключ. Следовательно вы должны убедиться, что все пол, которые используются как родительские ключи, имеют или ограничение PRIMARY KEY или ограничение UNIQUE, наподобие ограничения NOT NULL.ПЕРВИЧНЫЙ КЛЮЧ КАК УНИКАЛЬНЫЙ ВНЕШНИЙ КЛЮЧ
Ссылка ваших внешних ключей только на первичные ключи, как мы это делали в типовых таблицах, - хороша стратеги. Когда вы используете внешние клю- чи, вы связываете их не просто с родительскими ключами на которые они ссылаются; вы связываете их с определенной строкой таблицы где этот родительс- кий ключ будет найден. Сам по себе родительский ключ не обеспечивает ника- кой информации которая бы не была уже представлена во внешнем ключе. Смысл, например, пол snum как внешнего ключа в таблице Заказчиков - это связь которую он обеспечивает, не к значению пол snum на которое он ссылается, а к другой информации в таблице Продавцов, такой например как, имена продавцов, их местоположение, и так далее. Внешний ключ - это не просто связь между двум идентичными значениями; это - связь, с помощью этих двух значений, между двум строками таблицы указанной в запросе. Это поле snum может использоваться чтобы связывать любую информацию в строке из таблицы Заказчиков со ссылочной строкой из таблицы Продавцов - например чтобы узнать - живут ли они в том же самом городе, кто имеет более длинное имя, имеет ли продавец кроме данного заказчика каких-то других заказчиков, и так далее. Так как цель первичного ключа состоит в том, чтобы идентифицировать уникальность строки, это более логичный и менее неоднозначный выбор для внешнего ключа. Для любого внешнего ключа который использует уникальный ключ как родительский ключ, вы должны создать внешний ключ который бы использовал первичный ключ той же самой таблицы для того же самого действия. Внешний ключ который не имеет никакой другой цели кроме связывания строк, напоминает первичный ключ используемый исключительно для идентификации строк, и является хорошим средством сохранить структуру вашей базы данных ясной и простой, и - следовательно создающей меньше трудностей.ОГРАНИЧЕНИЯ ВНЕШНЕГО КЛЮЧА
Внешний ключ, в частности, может содержать только те значения которые фактически представлены в родительском ключе или пустые(NULL). Попытка ввести другие значения в этот ключ будет отклонена. Вы можете объявить внешний ключ как NOT NULL, но это необязательно, и в большинстве случаев, нежелательно. Например, предположим, что вы вводи- те заказчика не зная заранее, к какому продавцу он будет назначен. Лучший выход в этой ситуации, будет если использовать значение NOT NULL, которое должно быть изменено позже на конкретное значение.ЧТО СЛУЧИТСЯ, ЕСЛИ ВЫ ВЫПОЛНИТЕ КОМАНДУ МОДИФИКАЦИИ
Давайте условимся, что все внешние ключи созданные в наших таблицах приме- ров, объявлены и предписаны с ограничениями внешнего ключа, следующим образом: CREATE TABLE Salespeople (snum integer NOT NULL PRIMARY KEY, sname char(10) NOT NULL, city char(10), comm decimal); CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, cname char(10) NOT NULL, city char(10), rating integer, snum integer, FOREIGN KEY (snum) REFERENCES Salespeople, UNIQUE (cnum, snum) ; CREATE TABLE Orders (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, amt decimal, odate date NOT NULL, cnum integer NOT NULL snum integer NOT NULL FOREIGN KEY (cnum, snum) REFERENCES CUSTOMERS (cnum, snum);ВКЛЮЧЕНИЕ ОПИСАНИЙ ТАБЛИЦЫ
Имеется несколько атрибутов таких определений о которых нужно поговорить. Причина по которой мы решили сделать пол cnum и snum в таблице Порядков, единым внешним ключом - это гарантия того, что для каждого заказчика содержащегося в порядках, продавец кредитующий этот порядок - тот же что и указанный в таблице Заказчиков. Чтобы создать такой внешний ключ, мы бы- ли бы должны поместить ограничение таблицы UNIQUE в два пол таблицы Заказчиков, даже если оно необязательно для самой этой таблицы. Пока поле cnum в этой таблица имеет ограничение PRIMARY KEY, оно будет уникально в любом случае, и следовательно невозможно получить еще одну комбинацию пол cnum с каким-то другим полем. Создание внешнего ключа таким способом поддерживает целостность базы данных, даже если при этом вам будет запрещено внутреннее прерывание по ошибке и кредитовать любого продавца, иного чем тот который назначен именно этому заказчику.С точки зрения поддержания целостности базы данных, внутренние прерывания (или исключения) конечно же нежелательны. Если вы их допускаете и в то же врем хотите поддерживать целостность вашей базы данных, вы можете объявить пол snum и cnum в таблице Порядков независимыми внешними ключами этих полей в таблице Продавцов и таблице Заказчиков, соответственно. Фактически, использование пол snum в таблице Порядков, как мы это делали, необязательно, хотя это полезно было сделать для разнообразия. Поле cnum связывая каждый порядок заказчиков в таблице Заказчиков, в таблице Порядков и в таблице Заказчиков, должно всегда быть общим чтобы находить правильное поле snum для данного порядка (не разрешая никаких исключений). Это означает что мы записываем фрагмент информации - какой заказчик назначен к какому продавцу - дважды, и нужно будет выполнять дополнительную работу чтобы удостовериться, что обе версии согласуются. Если мы не имеем ограничения внешнего ключа как сказано выше, эта ситуация будет особенно проблематична, потому что каждый порядок нужно будет проверять вручную (вместе с запросом), чтобы удостовериться что именно соответствующий продавец кредитовал каждую соответствующую продажу. Наличие такого типа информационной избыточности в вашей базе данных, называется деморализация (denormalization), что нежелательно в идеальной реляционной базе данных, хотя практически и может быть разрешена. Деморализация может заставить некоторые запросы выполняться быстрее, поскольку запрос в одной таблице выполняется всегда значительно быстрее чем в объединении.
ДЕЙСТВИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ
Как такие ограничения воздействуют на возможность и невозможность Вами использовать команды модификации DML? Для полей, определен- ных как внешние ключи, ответ довольно простой: любые значения которые вы помещаете в эти пол с командой INSERT или UPDATE должны уже быть представлены в их родительских ключах. Вы можете помещать пустые(NULL) значения в эти пол, несмотря на то что значения NULL не позволительны в родительских ключах, если они имеют ограничение NOT NULL. Вы можете удалять (DELETE) любые строки с внешними ключами не используя роди- тельские ключи вообще.Поскольку затронут вопрос об изменении значений родительского ключа, ответ, по определению ANSI, еще проще, но возможно несколько более ограничен: любое значение родительского ключа ссылаемого с помощью значения внешнего ключа, не может быть удалено или изменено. Это означает, например, что вы не можете удалить заказчика из таблицы Заказчиков пока он еще имеет порядки в таблице Порядков. В зависимости от того, как вы используете эти таблицы, это может быть или желательно или хлопотно. Однако - это конечно лучше чем иметь сис- тему, которая позволит вам удалить заказчика с текущими порядками и оставить таблицу Порядков ссылающейся на несуществующих заказчиков. Смысл этой системы ограничения в том, что создатель таблицы Порядков, используя таблицу Заказчиков и таблицу Продавцов как родительские клю- чи может наложить значительные ограничения на действия в этих таблицах. По этой причине, вы не сможете использовать таблицу которой вы не распоряжаетесь (т.е. не вы ее создавали и не вы являетесь ее владельцем), по- ка владелец(создатель) этой таблицы специально не передаст вам на это право (что объясняется в Главе 22). Имеются некоторые другие возможные действия изменения родительс- кого ключа, которые не являются частью ANSI, но могут быть найдены в некоторых коммерческих программах. Если вы хотите изменить или удалить текущее ссылочное значение родительского ключа, имеется по существу три возможности:
Даже в пределах этих трех категорий, вы можете не захотеть обрабатывать все команды модификации таким способом. INSERT, конечно, к делу не относится. Он помещает новые значения родительского ключа в таблицу, так что ни одно из этих значений не может быть вызвано в данный момент. Однако, вы можете захотеть позволить модификациям быть каскадными, но без удалений, и наоборот. Лучшей может быть ситуация которая позволит вам определять любую из трех категорий, независимо от команд UPDATE и DELETE. Мы будем следовательно ссылаться на эффект модификации (update effects) и эффект удаления (delete effects), которые определяют, что случится если вы выполните коман- ды UPDATE или DELETE в родительском ключе. Эти эффекты, о которых мы говорили, называются: Ограниченные (RESTRICTED) изменения, Каскадируемые (CASCADES) изменения, и Пустые (NULL) изменения. Фактические возможности вашей системы должны быть в строгом стандар- те ANSI - это эффекты модификации и удаления, оба, автоматически ограниченные - для более идеальной ситуации описанной выше. В качестве иллюстрации, мы покажем несколько примеров того, что вы можете делать с полным набором эффектов модификации и удаления. Конечно, эффекты модификации и удаления, являющиеся нестандартными средствами, испытывают недостаток в стандартном госинтаксисе. Синтаксис который мы используем здесь, прост в написании и будет служить в дальнейшем для иллюстрации функций этих эффектов.
Для полноты эксперимента, позволим себе предположить что вы имеете причи- ну изменить поле snum таблицы Продавцов в случае, когда наша таблица Продавцов изменяет разделы. (Обычно изменение первичных ключей это не то что мы рекомендуем делать практически. Просто это еще один из доводов для имеющихся первичных ключей которые не умеют делать ничего другого кроме как, действовать как первичные ключи: они не должны изменяться.) Когда вы изменяете номер продавца, вы хотите чтобы были сохранены все его заказчики. Однако, если этот продавец покидает свою фирму или компанию, вы можете не захотеть удалить его заказчиков, при удалении его самого из базы данных. Взамен, вы захотите убедиться, что заказчики назначены кому-нибудь еще. Чтобы сделать это вы должны указать UPDATE с Каскадируемым эффектом, и DELETE с Ограниченным эффектом. CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, cname char(10) NOT NULL, city char(10), rating integer, snum integer REFERENCES Salespeople, UPDATE OF Salespeople CASCADES, DELETE OF Salespeople RESTRICTED); Если вы теперь попробуете удалить Peel из таблицы Продавцов, команда будет не допустима, пока вы не измените значение пол snum заказчиков Hoffman и Clemens для другого назначенного продавца. С другой стороны, вы можете изменить значение пол snum для Peel на 1009, и Hoffman и Clemens будут также автоматически изменены.
Третий эффект - Пустые (NULL) изменения. Бывает, что когда продавцы оставляют компанию, их текущие порядки не передаются другому продавцу. С другой стороны, вы хотите отменить все порядки автоматически для заказ- чиков, чьи счета вы удалите. Изменив номера продавца или заказчика можно просто передать их ему. Пример ниже показывает, как вы можете создать таблицу Порядков с использованием этих эффектов. CREATE TABLE Orders (onum integer NOT NULL PRIMARY KEY, amt decimal, odate date NOT NULL cnum integer NOT NULL REFERENCES Customers snum integer REFERENCES Salespeople, UPDATE OF Customers CASCADES, DELETE OF Customers CASCADES, UPDATE OF Salespeople CASCADES, DELETE OF Salespeople NULLS); Конечно, в команде DELETE с эффектом Пустого изменения в таблице Продавцов, ограничение NOT NULL должно быть удалено из пол snum.
ВНЕШНИЕ КЛЮЧИ КОТОРЫЕ ССЫЛАЮТСЯ ОБРАТНО К ИХ ПОДЧИНЕННЫМ ТАБЛИЦАМ
Как было упомянуто ранее, ограничение FOREIGN KEY может представить им этой частной таблице, как таблицы родительского ключа. Далеко не бу- дучи простой, эта особенность может пригодиться. Предположим, что мы имеем таблицу Employees с полем manager(администратор). Это поле содер- жит номера каждого из служащих, некоторые из которых являются еще и ад- министраторами. Но так как каждый администратор - в то же врем остается служащим, то он естественно будут также представлен в этой таблице. Давайте создадим таблицу, где номер служащего (столбец с именем empno), объявляется как первичный ключ, а администратор, как внешний ключ, будет ссылаться на нее: CREATE TABLE Employees (empno integer NOT NULL PRIMARY KEY, name char(10) NOT NULL UNIOUE, manager integer REFERENCES Employees); (Так как внешний ключ это ссылаемый первичный ключ таблицы, список столбцов может быть исключен.) Имеется содержание этой таблицы: EMPNO NAME MANAGER _____ ________ _______ 1003 Terrence 2007 2007 Atali NULL 1688 McKenna 1003 2002 Collier 2007 Как вы можете видеть, каждый из них(но не Atali) , ссылается на другого служащего в таблице как на своего администратора. Atali, имеющий наивысший номер в таблице, должен иметь значение установленное в NULL. Это дает другой принцип справочной целостности. Внешний ключ, который ссылается обратно к частной таблице, должен позволять значения = NULL. Если это не так, как бы вы могли вставить первую строку? Даже если эта первая строка ссылается к себе самой, значение родительского ключа должно уже быть установлено, когда вводится значение внешнего клю- ча. Этот принцип будет верен, даже если внешний ключ ссылается обратно к частной таблице не напрямую а с помощью ссылки к другой таблице, которая затем ссылается обратно к таблице внешнего ключа. Например, предположим, что наша таблица Продавцов имеет дополнительное поле которое ссылается на таблицу Заказчиков, так, что каждая таблица ссылается на другую, как показано в следующем операторе CREATE TABLE: CREATE TABLE Salespeople (snum integer NOT NULL PRIMARY KEY, sname char(10) NOT NULL, city char(10), comm declmal, cnum integer REFERENCES Customers); CREATE TABLE Customers (cnum integer NOT NULL PRIMARY KEY, cname char(10) NOT NULL, city char(10), rating integer, snum integer REFERENCES Salespeople); Это называется - перекрестной ссылкой. SQL поддерживает это теоретически, но практически это может составить проблему. Люба таблица из этих двух, созданная первой является ссылоч- ной таблицей которая еще не существует для другой. В интересах обеспечения перекрестной ссылки, SQL фактически позволяет это, но никакая таблица не будет пригодна для использования пока они обе находятся в процессе создания. С другой стороны, если эти две таблицы создаются различными пользователями, проблема становится еще более трудной. Перекрестна ссылка может стать полезным инструментом, но она не без неоднозначности и опасностей. Предшествующий пример, например, не сов- сем пригоден для использования: потому что он ограничивает продавца оди- ночным заказчиком, и кроме того совсем необязательно использовать перекрестную ссылку чтобы достичь этого. Мы рекомендуем чтобы вы были осторожны в его использовании и анализировали, как ваши программы управ- лют эффектами модификации и удаления а также процессами привилегий и диалоговой обработки запросов перед тем как вы создаете перекрестную систему справочной целостности. (Привилегии и диалоговая обработка запросов будут обсуждаться, соответственно, в Главах 22 И .)РЕЗЮМЕ
Теперь вы имеете достаточно хороше управление справочной целостностью. Основная идея в том, что все значения внешнего ключа ссылаются к указан- ной строке родительского ключа. Это означает, что каждое значение внешне- го ключа должно быть представлено один раз, и только один раз, в родитель- ском ключе. Всякий раз, когда значение помещается во внешний ключ, роди- тельский ключ проверяется, чтобы удостовериться, что его значение представлено; иначе, команда будет отклонена. Родительский ключ должен иметь Первичный Ключ (PRIMARY KEY) или Уникальное (UNIQUE) ограничение, гарантирующее, что значение не будет представлено более чем один раз. Попытка изменить значение родительского ключа, которое в настоящее врем представлено во внешнем ключе, будет вообще отклонена. Ваша система может, однако, предложить вам выбор, чтобы получить значение внешнего ключа установленного в NULL или для получения нового значения ро- дителького ключа, и указания какой из них может быть получен независимо для команд UPDATE и DELETE. Этим завершается наше обсуждение команды CREATE TABLE. Далее мы представим вас другому типу команды - CREATE. В Главе 20 , вы обучитесь представлению объектов данных которые выглядят и действуют подобно таблице, но в действительности являются результатами запросов. Некоторые функции ограничений могут также выполняться представлениями, так что вы сможете лучше оценить вашу потребность к ограничениям, после того, как вы прочитаете следующие три главы.РАБОТА С SQL
1. Создайте таблицу с именем Cityorders. Она должна содержать такие же пол onum, amt, и snum что и таблица Порядков, и такие же пол cnum и city что и таблица Заказчиков, так что порядок каждого заказчика будет вводиться в эту таблицу вместе с его городом. Поле оnum будет первичным ключом Cityorders. Все пол в Cityorders должны иметь ограничения при сравнении с таблицами Заказчиков и Порядков. Допускается, что родительские ключи в этих таблицах уже имеют соответствующие ограничения.2. Усложним проблему. Переопределите таблицу Порядков следующим образом: добавьте новый столбец с именем prev, который будет идентифицирован для каждого порядка, поле onum предыдущего порядка для этого текущего заказчика. Выполните это с использованием внешнего ключа ссылающегося на саму таблицу Порядков. Внешний ключ должен ссылаться также на поле cnum заказчика, обеспечивающего определенную предписанную связь между текущим порядком и ссылаемым.
(См. Приложение A для ответов.)
FOREIGN KEY
используется для ограничения по ссылкам.
Когда все значения в одном поле таблицы представлены в поле другой таблицы, говорится, что первое поле ссылается на второе. Это указывает на прямую связь между значениями двух полей.
Когда одно пол в таблице ссылается на другое, оно называется внешним ключом ; а поле на которое оно ссылается, называется родительским ключом . Имена внешнего ключа и родительского ключа не обязательно должны быть одинаковыми. Внешний ключ может иметь любое число полей, которые все обрабатываются как единый модуль. Внешний ключ и родительский ключ, на который он ссылается, должны иметь одинаковый номер и тип поля, и находиться в одинаковом порядке. Когда поле является внешним ключом, оно определеным образом связано с таблицей, на которую он ссылается. Каждое значение, (каждая строка) внешнего ключа должно недвусмысленно ссылаться к одному и только этому значению (строке) родительского ключа. Если это условие соблюдается, то база данных находится в состоянии ссылочной целостности .
SQL поддерживает ссылочную целостность с ограничением FOREIGN KEY . Эта функция должна ограничивать значения, которые можно ввести в базу данных, чтобы заставить внешний ключ и родительский ключ соответствовать принципу ссылочной целостности. Одно из действий ограничения FOREIGN KEY - это отбрасывание значений для полей, ограниченных как внешний ключ, который еще не представлен в родительском ключе. Это ограничение также воздействует на способность изменять или удалять значения родительского ключа
Ограничение FOREIGN KEY используется в команде CREATE TABLE (или ALTER TABLE (предназначена для модификации стуктуры таблицы), содержащей поле, которое объявлено внешним ключом. Родительскому ключу дается имя, на которое имеется ссылка внутри ограничения FOREIGN KEY .
Подобно большинству ограничений, оно может быть ограничением таблицы или столбца, в форме таблицы позволяющей использовать многочисленные поля как один внешний ключ.
Синтаксис ограничения таблицы FOREIGN KEY :
FOREIGN KEY
Первый список столбцов - это список из одного или более столбцов таблицы, которые отделены запятыми и будут созданы или изменены этой командой.
Pktable - это таблица содержащая родительский ключ. Она может быть таблицей, которая создается или изменяется текущей командой.
Второй список столбцов - это список столбцов, которые будут составлять родительский ключ. Списки двух столбцов должны быть совместимы, т.е.:
- иметь одинаковое число столбцов
- в данной последовательности, первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов внешнего ключа, должны иметь одинаковые типы данных и размеры, что и первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов родительского ключа.
- столбцы в списках обоих столбцов не должны иметь одинаковых имен.
FOREIGN KEY Пример 1
CREATE TABLE Student
(Kod_stud integer NOT NULL PRIMARY KEY ,
Kod_spec integer NOT NULL,
Adres char(50),
Ball decimal),
FOREIGN KEY (Kod_spec) REFERENCES Spec (Kod_spec)
);
При использовании ALTER TABLE вместо CREATE TABLE, для применения ограничения FOREIGN KEY , значения, указываемые во внешнем ключе и родительском ключе, должны быть в состоянии ссылочной целостности. Иначе команда будет отклонена.
Используя ограничение FOREIGN KEY таблицы или столбца, можно не указывать список столбцов родительского ключа, если родительский ключ имеет ограничение PRIMARY KEY . Естественно, в случае ключей со многими полями, порядок столбцов во внешних и первичных ключах должен совпадать, и, в любом случае, принцип совместимости между двумя ключами все еще применим.
FOREIGN KEY Пример 2
CREATE TABLE Student (
Kod_stud integer NOT NULL PRIMARY KEY ,
Fam char(30) NOT NULL UNIQUE,
Adres char(50),
Ball decimal),
Kod_spec integer REFERENCES Spec
);
Поддержание ссылочной целостности требует некоторых ограничений на значения, которые могут быть представлены в полях, объявленных как внешний ключ и родительский ключ. Родительский ключ должен быть структурен, чтобы гарантировать, что каждое значение внешнего ключа будет соответствовать одной указанной строке. Это означает, что он (ключ) должен быть уникальным и не содержать никаких пустых значений(NULL).
Этого не достаточно для родительского ключа в случае выполнения такого требования, как при объявлении внешнего ключа. SQL должен быть уверен, что двойные значения или пустые значения (NULL) не были введены в родительский ключ. Следовательно необходимо убедиться, что все поля, которые используются как родительские ключи, имеют или ограничение PRIMARY KEY или ограничение UNIQUE, наподобие ограничения NOT NULL.
Ссылка внешних ключей только на первичные ключи - хорошая стратегия. Когда используются внешние ключи, они связываются не просто с родительскими ключами, на которые они ссылаются; они связываются с определенной строкой таблицы, где этот родительский ключ будет найден. Сам по себе родительский ключ не обеспечивает никакой информации, которая бы не была уже представлена во внешнем ключе.
Так как цель первичного ключа состоит в том, чтобы идентифицировать уникальность строки, это более логичный и менее неоднозначный выбор для внешнего ключа. Для любого внешнего ключа, который использует уникальный ключ как родительский ключ, необходимо создать внешний ключ, который бы использовал первичный ключ той же самой таблицы для того же самого действия. Внешний ключ, который не имеет никакой другой цели кроме связывания строк, напоминает первичный ключ, используемый исключительно для идентификации строк, и является хорошим средством сохранения структуры базы данных ясной и простой. Внешний ключ может содержать только те значения, которые фактически представлены в родительском ключе или пустые (NULL). Попытка ввести другие значения в этот ключ будет отклонена.
FOREIGN KEY Пример 3
CREATE TABLE payment (
sh_payout integer,
sh_eml integer,
date_payout date,
summ_payout real,
FOREIGN KEY (sh_eml) REFERENCES k_sotr2 (eid)
);
В данном примере FOREIGN KEY столбец sh_eml связывается со столбцом eid из таблицы k_sotr2.
Это электронные хранилища информации, доступ к которым осуществляется с помощью одного или нескольких компьютеров. Обычно БД создаются для хранения и доступа к данным, содержащей сведения о некоторой предметной области, то есть некоторой области человеческой деятельности или части реального мира.
СУБД – это программные средства для создания, наполнения, обновления и удаления БД.
Единицей хранящейся в БД информации является таблица. Каждая таблица представляет собой совокупность строк и столбцов, где строки соответствуют экземпляру объекта, конкретному событию или явлению, а столбцы – атрибутам (признакам, характеристикам, параметрам) объекта, события или явления. Каждая строка содержит сведения о конкретном событии.
В терминах БД столбцы таблицы называются полями, а её строки – записями.
Между отдельными таблицами БД могут существовать связи, то есть информация в предыдущей таблице может добавляться другой. БД, между отдельными таблицами которых существуют связи, называются реляционными. Одна и та же таблица может быть главной по отношению к одной таблице БД и дочерней по отношении к другой.
Связанные отношениями таблицы взаимодействуют по принципу главная-подчиненная. Одна и та же таблица может быть главной к одной таблице БД и дочерней к другой.
Объект – это нечто существующее и различимое, обладающее набором свойств. Отличие одного объекта от другого объекта определяется конкретными значениями свойств.
Сущность – отражение объекта в памяти человека или компьютера.
Атрибут – конкретное значение любого из свойств сущности.
Поле – это один элемент записи, в котором хранится конкретное значение атрибута.
Поле связи – это поле, по которому две таблицы связаны.
Первичные и вторичные ключи
В каждой таблице БД может существовать первичный ключ – это поле или табор полей, однозначно идентифицирующий запись.
Значение первичного ключа в таблице БД должно быть уникальным, то есть в таблице не должно существовать двух ил более записей с одинаковым значением первичного ключа.
Первичные ключи облегчают установление связей между таблицами. Поскольку первичный ключ должен быть уникальным, для него могут использоваться не все поля таблицы.
Если в таблице нет полей, значения в которых уникально, для создания первичного ключа в неё обычно вводят дополнительное числовое поле, значениями которого СУБД может распоряжаться по своему усмотрению.
Вторичные ключи устанавливаются по полем, которые часто используются при поиске или сортировки данных: построенные по вторичным ключам индексы помогут системе значительно быстрее найти нужные значения, хранящиеся в соответствующих полях.
В отличие от первичных ключей, поля для вторичных ключей могут содержать не уникальную информацию.
Реляционные отношения между таблицами
Один-к-одному. Отношение один-к-одному имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней таблице.
Данное отношение встречается на много реже, чем отношение один-ко-многим, его используют, если не хотят, что бы таблица БД распухла от второстепенной таблице. Связь один-к-одному приводит к тому, что для чтения связанной информации в нескольких таблицах, приходится производить несколько операций чтения, что замедляет получение нужной информации. Кроме того БД, в состав которых входят таблицы со связью один-к-одному не могут считаться полностью нормализованными.
Подобно связи один-ко-многим, связь один-к-одному может быть жесткой и нежесткой.
В этой статье мы попробуем рассмотреть все, что касается ключей в SQL: для чего нужны, создание, ограничения ключей. В общем: будет скучно 😉
План на сегодня такой:
В теории реляционных баз данных — ключи это некие сущности, созданы для установления определенных ограничений, которые поддерживают целостность и доступность данных в таблицах баз данных.
Если говорить простыми словами, то ключи в sql
созданы для того, чтобы указать дополнительную функциональность столбца. Будь то уникальность или то, что столбец ссылается на другую таблицу (внешний ключ).
Первичный ключ
Столбец, который в базе данных должен быть уникальным помечают первичным ключом. Первичный ключ или primary key означает, что в таблице значение колонки primary key не может повторяться. Таким образом данный ключ позволяет однозначно идентифицировать запись в таблице не боясь при этом, что значение столбца повториться. Сразу пример: допустим у Вас есть таблица пользователей. В данной таблице есть поля: ФИО, год рождения, телефон. Как идентифицировать пользователя? Таким параметрам как ФИО и телефон доверять нельзя. Ведь у нас может быть несколько пользователей не только с одинаковой фамилией, но и с именем. Телефон может меняться со временем и пользователь с номером телефона может оказаться не тем кто у нас в базе данных.
Вот для этого и придумали первичный ключ. Один раз присвоили уникальный идентификатор и все. В mySql на примере которой мы выполняем все примеры из поле AUTO_INCREMENT нельзя задать если не указать, что это первичный ключ.
Думаю, что не стоит упоминать, что поле помеченное как первичный ключ не может быть пустым при создании записи.
Внешний ключ (foreign key )
Есть еще внешний ключ (foreign key ). Его еще называют ссылочным. Он нужен для связывания таблиц между собой.
Если посмотреть на картинку выше, то внешним ключем будет поле поставщик в таблице обувь. Как правило, при создании таблицы задают колонку уникальных целочисленных значений. Как мы это делали когда создавали таблицу supplier.
Колонка supplier_id
будет уникальна для каждой записи. Ее значение и будет выступать на мести колонки поставщик
в таблице обувь.
Предлагаю сразу и рассмотреть на примере как создается внешний ключ.
Создание внешнего ключа
create table shoes(shoes_id int auto_increment primary key, title text, size int, price float, count int, type varchar(30), supplier int, foreign key (supplier) references supplier (supplier_id));
Как видно на примере выше, синтаксис по созданию внешнего ключа довольно прост. Нужно в таблицу добавить поле, а после объявить это поле как внешний ключ и указать, куда он будет ссылаться. В данном случае поле supplier
будет ссылаться на поле supplier_id
в таблице supplier.
Составной ключ (composite key)
Что касается составного ключа — это несколько первичных ключей в таблице. Таким образом, создав composite key , уникальность записи будет проверяться по полям, которые объединенные в этот ключ.
Бывают ситуации, когда при вставке в таблицу нужно проверять запись на уникальность сразу по нескольким полям. Вот для этого и придуман составной ключ. Для примера я создам простую таблицу с composite key , чтобы показать синтаксис:
Create table test(field_1 int, field_2 text, field_3 bigint, primary key (field_1, field_3));
В примере выше два поля объединенные в составной ключ и в таблице не будет записей с этими одинаковыми полями.
Это все, что касается ключей в SQL. Это небольшое пособие — подготовка к статье где мы подробно рассмотрим как объединять таблицы, чтобы они составляли единую базу данных.
