PostgreSQL 约束

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2023-03-14

PostgreSQL 约束用于规定表中的数据规则。

如果存在违反约束的数据行为，行为会被约束终止。

约束可以在创建表时规定（通过 CREATE TABLE 语句），或者在表创建之后规定（通过 ALTER TABLE 语句）。

约束确保了数据库中数据的准确性和可靠性。

约束可以是列级或表级。列级约束仅适用于列，表级约束被应用到整个表。

以下是在 PostgreSQL 中常用的约束。

NOT NULL：指示某列不能存储 NULL 值。
UNIQUE：确保某列的值都是唯一的。
PRIMARY Key：NOT NULL 和 UNIQUE 的结合。确保某列（或两个列多个列的结合）有唯一标识，有助于更容易更快速地找到表中的一个特定的记录。。
FOREIGN Key：保证一个表中的数据匹配另一个表中的值的参照完整性。
CHECK：保证列中的值符合指定的条件。
EXCLUSION ：排他约束，保证如果将任何两行的指定列或表达式使用指定操作符进行比较，至少其中一个操作符比较将会返回 false 或空值。

NOT NULL 约束

默认情况下，列可以保存为 NULL 值。如果您不想某列有 NULL 值，那么需要在该列上定义此约束，指定在该列上不允许 NULL 值。

NULL 与没有数据是不一样的，它代表着未知的数据。

实例

下面实例创建了一张新表叫 COMPANY1，添加了 5 个字段，其中三个 ID，NAME，AGE 设置不接受空置：

CREATE TABLE COMPANY1(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL
);

UNIQUE 约束

UNIQUE 约束可以设置列是唯一的，避免同一列出现重复值。

实例

下面实例创建了一张新表叫 COMPANY3，添加了 5 个字段，其中 AGE 设置为 UNIQUE，因此你不能添加两条有相同年龄的记录：

CREATE TABLE COMPANY3(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL UNIQUE,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL    DEFAULT 50000.00
);

PRIMARY KEY

在设计数据库时，PRIMARY KEY 非常重要。

PRIMARY KEY 称为主键，是数据表中每一条记录的唯一标识。

设置 UNIQUE 的列可能有多个，但是一张表只有一列可以设置 PRIMARY KEY。

我们可以使用主键来引用表中的行，也可以通过把主键设置为其他表的外键，来创建表之间的关系。

主键是非空约束和唯一约束的组合。

一个表只能有一个主键，它可以由一个或多个字段组成，当多个字段作为主键，它们被称为复合键。

如果一个表在任何字段上定义了一个主键，那么在这些字段上不能有两个记录具有相同的值。

实例

下面我们创建 COMAPNY4 表，其中 ID 作为主键：

CREATE TABLE COMPANY4(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL
);

FOREIGN KEY 约束

FOREIGN KEY 即外键约束，指定列(或一组列)中的值必须匹配另一个表的某一行中出现的值。

通常一个表中的 FOREIGN KEY 指向另一个表中的 UNIQUE KEY(唯一约束的键)，即维护了两个相关表之间的引用完整性。

实例

下面实例创建了一张 COMPANY6 表，并添加了5个字段：

CREATE TABLE COMPANY6(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL
);

下面实例创建一张 DEPARTMENT1 表，并添加 3 个字段，EMP_ID 就是外键，参照 COMPANY6 的 ID：

CREATE TABLE DEPARTMENT1(
   ID INT PRIMARY KEY      NOT NULL,
   DEPT           CHAR(50) NOT NULL,
   EMP_ID         INT      references COMPANY6(ID)
);

CHECK 约束

CHECK 约束保证列中的所有值满足某一条件，即对输入一条记录要进行检查。如果条件值为 false，则记录违反了约束，且不能输入到表。

实例

例如，下面实例建一个新的表 COMPANY5，增加了五列。在这里，我们为 SALARY 列添加 CHECK，所以工资不能为零：

CREATE TABLE COMPANY5(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL    CHECK(SALARY > 0)
);

EXCLUSION 约束

EXCLUSION 约束确保如果使用指定的运算符在指定列或表达式上比较任意两行，至少其中一个运算符比较将返回 false 或 null。

实例

下面实例创建了一张 COMPANY7 表，添加 5 个字段，并且使用了 EXCLUDE 约束。

CREATE TABLE COMPANY7(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT,
   AGE            INT  ,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL,
   EXCLUDE USING gist
   (NAME WITH =,  -- 如果满足 NAME 相同，AGE 不相同则不允许插入，否则允许插入
   AGE WITH <>)   -- 其比较的结果是如果整个表边式返回 true，则不允许插入，否则允许
);

这里，USING gist 是用于构建和执行的索引一种类型。

您需要为每个数据库执行一次 CREATE EXTENSION btree_gist 命令，这将安装 btree_gist 扩展，它定义了对纯标量数据类型的 EXCLUDE 约束。

由于我们已经强制执行了年龄必须相同，让我们通过向表插入记录来查看这一点：

INSERT INTO COMPANY7 VALUES(1, 'Paul', 32, 'California', 20000.00 );
INSERT INTO COMPANY7 VALUES(2, 'Paul', 32, 'Texas', 20000.00 );
-- 此条数据的 NAME 与第一条相同，且 AGE 与第一条也相同，故满足插入条件
INSERT INTO COMPANY7 VALUES(3, 'Allen', 42, 'California', 20000.00 );
-- 此数据与上面数据的 NAME 相同，但 AGE 不相同，故不允许插入

前面两条顺利添加的 COMPANY7 表中，但是第三条则会报错：

ERROR:  conflicting key value violates exclusion constraint "company7_name_age_excl"
DETAIL:  Key (name, age)=(Paul, 42) conflicts with existing key (name, age)=(Paul, 32).

删除约束

删除约束必须知道约束名称，已经知道名称来删除约束很简单，如果不知道名称，则需要找到系统生成的名称，使用 \d 表名可以找到这些信息。

通用语法如下：

ALTER TABLE table_name DROP CONSTRAINT some_name;