22 高级SQL特性

1.约束

为正确地进行关系数据库设计，需要一种方法来保证只在表中插入合法的数据。例如，如果Orders表存储订单信息，OrderItems表存储订单详细内容，应该保证Orderitems中引用的任何订单ID存在于Orders中。类似地，在Orders表中引用的任意用户必须存在于Customers表中。

最好不要在插入新行时进行检查，原因如下：

• 如果在客户机层面上实施数据库完整性规则，则每个客户机都被迫要实施这些规则，但很可能会有一些客户机不实施这些规则。
• 在执行UPDATE和DELETE操作时，也必须实施这些规则。
• 执行客户机端检查是非常耗时的，而DBMS执行这些检查会相对高效。

约束（constraint）：管理如何插入或处理数据库数据的规则。

DBMS通过在数据库表上施加约束来实施引用完整性。大多数约束是在表定义中定义的。

(1)主键

主键是一种特殊的约束，它用来保证一个列（或一组列）中的值是唯一的，并且永不改动。换句话说，表中的一个列（或多个列）的值唯一标识表中的行。

表中任意列只要满足以下条件，都可以用于主键：

• 任意两行的主键值都不相同。
• 每行都具有一个主键值（即列中不允许NULL值）。
• 包含主键值的列不修改或更新。
• 主键值不能重用。如果从表中删除某一行，其主键值不分配给新行。

定义主键的一种方法是创建它，输入：

CREATE TABLE Vendors

( vend_id CHAR(10) NOT NULL PRIMARY KEY,

vend_name CHAR(50) NOT NULL,

vend_address CHAR(50) NULL,

vend_city CHAR(50) NULL,

vend_state CHAR(5) NULL,

vend_zip CHAR(10) NULL,

vend_country CHAR(50) NULL

);

给vend_id列定义添加关键字PRIMARY KEY，使其成为主键。

输入：

ALTER TABLE Vendors

ADD CONSTRAINT PRIMARY KEY(vend_id);

这里使用CONSTRAINT语法将vend_id列设为主键。

(2)外键

外键是表中的一个列，其值必须在另一个表的主键中列出。外键是保证引用完整性的一个极重要的成分。

例如：

Orders表对每个录入到系统的订单包含一行。

顾客信息存储在Customers表中。

Orders表中的订单通过客户ID与Customers表中特定行相关联。

客户ID为Customers表的主键；每个客户都有唯一的ID。

订单号为Orders表的主键；每个订单都有唯一的订单号。

Orders表中顾客ID列的值不一定是唯一的，若某个顾客有多个定damn，则有多个行具有相同的顾客ID。

同时，Orders表中顾客ID列的合法值为Customers表中顾客的ID。

上例中，在Orders的顾客ID列上定义了一个外键，因此该列只能接受Customers表的主键值。

定义外键的的一种方法，输入：

CREATE TABLE Orders

( order_num INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,

order_date DATETIME NOT NULL,

cust_id CHAR(10) NOT NULL REFERENCES Customers(cust_id)

);

也可以在ALTER TABLE语句中使用CONSTRAINT语法来完成，输入：

ALTER TABLE Customers

ADD CONSTRAINT

FOREIGN KEY (cust_id) REFERENCES Customers (cust_id);

外键有助防止意外删除：

帮助保证引用完整性外；

‚在定义外键后，DBMS不允许删除在另一个表中具有关联行的行。

(3)唯一约束

唯一约束用来保证一个列中的数据唯一。

类似于主键，但存在几个重要区别：

• 表可包含多个唯一约束，但每个表只允许一个主键。
• 唯一约束列可包含NULL值。
• 唯一约束列可修改或更新。
• 唯一约束列的值可重复使用。
• 与主键不一样，唯一约束不能用来定义外键。

唯一约束的语法类似于其他约束的语法。唯一约束既可以用UNIQUE关键字在表定义中定义，也可以用单独的CONSTRAINT定义。

(4)检查约束

检查约束用来保证一个列中的数据满足一组指定的条件。

常见用途：

检查最小或最大值。

‚指定范围。

ƒ只允许特定的值。

下面对OrderItems表施加了检查约束，保证所有物品数量大于0。

输入：

CREATE TABLE OrderItems

( order_num INTEGER NOT NULL,

order_item INTEGER NOT NULL,

prod_id CHAR(10) NOT NULL,

quantity INTEGER NOT NULL CHECK(quantity > 0),

item_price MONEY NOT NULL

);

检查名为gender的列只包含M或F，使用ALTET TABLE语句，输入：

ADD CONSTRAINT CHECK (gender LIKE '[MF]');

2.索引

索引用来排序数据以加快搜索和排序操作的速度。

可以在一个或多个列上定义索引，使DBMS保存其内容的一个排过序的列表。定义索引后，DBMS搜索排过序的索引，找出匹配的位置，然后检索这些行。

在开始创建索引前，应该记住以上内容：

(1)索引改善检索操作的性能，但降低数据插入、修改和删除的性能。在执行这些操作时，DBMS必须动态地更新索引。

(2)索引数据可能要占用大量的存储空间。

(3)并非所有数据都适合于索引。

(4)索引用于数据过滤和数据排序。

(5)可以在索引中定义多个列。

索引用CREATE INDEX语句创建。

下面在Products表的产品名列上创建一个简单索引，输入：

CREATE INDEX prod_name_ind

ON PRODUCTS(prod_name);

索引必须唯一命名。这里的索引名在关键字CREATE INDEX之后定义。ON用来指定被索引的表，而索引中包含的列在表名后的圆括号中给出。

检查索引：索引的效率随表数据的增加或改变而变化。

3.触发器

触发器是特殊的存储过程，它在特定的数据库活动发生时自动执行。触发器可以与特定表上的INSERT、UPDATE和DELETE操作相关联。

与存储过程不一样，触发器与单个的表相关联。与Orders表上的INSERT操作相关联的触发器只在Orders表中插入行时执行。类似地，Customers表上的INSERT和UPDATE操作的触发器只在表上出现这些操作时执行。

触发器内的代码具有以下数据的访问权：

• INSERT操所中的所有新数据；
• UPDATE操作中的所有新数据和旧数据；
• DELETE操作中删除的数据。

触发器的一些常见用途：

• 保证数据一致。
• 基于某个表的变动在其他表上执行活动。
• 进行额外的验证并根据需要回退数据。
• 计算计算列的值或更新时间戳。

创建一个触发器，它对所有INSERT和UPDATE操作，转换Customers表中的cust_state列为大写。

SQL Server版本，输入：

CREATE TRIGGER customer_state

ON Customers

FOR INSERT, UPDATE

AS

UPDATE Customers

SET cust_state = Upper(cust_state)

WHERE Customers.cust_id = inserted.cust_id;

一般来说，约束的处理比触发器快，因此在可能的时候，应该尽量使用约束。

4.数据库安全

大多数的DBMS都给管理员提供了管理机制，可利用管理机制授予或限制对数据的访问。

任何安全系统的基础都是用户授权和身份确认。这是一种处理，通过这种处理对用户进行确认，以保证其为有权用户，允许执行其试图执行的操作。有的DBMS为此目的结合使用了操作系统的安全措施，而有的维护自己的用户及密码列表，还有一些结合使用外部目录服务服务器。

需要保护的操作：

• 对数据库管理功能的访问。
• 对特定数据库或表的访问。
• 访问的类型。
• 仅通过视图或存储过程对表进行访问。
• 创建多层次的安全措施，从而允许多种基于登录的访问和控制。
• 限制管理用户账号的能力。

安全性通过SQL的GRANT和REVOKE语句来管理，不过，大多数DBMS提供了交互式的管理使用程序，这些使用程序在内部使用GRANT和REVOKE语句。