SQLite 约束：确保数据完整性和一致性

约束是数据库中用于维护数据完整性和一致性的规则。它们在创建表时定义，并在插入、更新或删除数据时强制执行。SQLite 支持多种类型的约束，每种都有其特定的用途和重要性。

什么是约束？

约束是应用于表中列的规则，用于限制可以插入到表中的数据类型。它们有助于确保数据的准确性和可靠性。SQLite 支持以下类型的约束：

PRIMARY KEY
UNIQUE
NOT NULL
CHECK
DEFAULT
FOREIGN KEY

让我们详细探讨每种约束。

PRIMARY KEY 约束

PRIMARY KEY 约束用于唯一标识表中的每条记录。

特点：

每个表只能有一个 PRIMARY KEY。
PRIMARY KEY 列自动具有 UNIQUE 约束。
通常，但不总是，PRIMARY KEY 是一个自动递增的整数。

语法：

SQL
CREATE TABLE Students (
    StudentID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    Name TEXT NOT NULL
);

在这个例子中，StudentID 是自动递增的主键。

复合主键：

SQLite 也支持复合主键，即由多个列组成的主键：

SQL
CREATE TABLE OrderItems (
    OrderID INTEGER,
    ProductID INTEGER,
    Quantity INTEGER NOT NULL,
    PRIMARY KEY (OrderID, ProductID)
);

UNIQUE 约束

UNIQUE 约束确保列中的所有值都是唯一的。

特点：

可以应用于一个或多个列。
允许 NULL 值（除非同时指定了 NOT NULL）。
一个表可以有多个 UNIQUE 约束。

语法：

SQL
CREATE TABLE Users (
    UserID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    Email TEXT UNIQUE,
    Username TEXT UNIQUE
);

在这个例子中，Email 和 Username 都必须是唯一的。

NOT NULL 约束

NOT NULL 约束确保列不能有 NULL 值。

特点：

强制列始终包含值。
可以与其他约束结合使用。

语法：

SQL
CREATE TABLE Employees (
    EmployeeID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    FirstName TEXT NOT NULL,
    LastName TEXT NOT NULL,
    HireDate DATE NOT NULL
);

在这个例子中，FirstName、LastName 和 HireDate 都不能为 NULL。

CHECK 约束

CHECK 约束用于限制列中的值范围。

特点：

可以定义复杂的条件。
适用于单个列或整个表。

语法：

SQL
CREATE TABLE Products (
    ProductID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    ProductName TEXT NOT NULL,
    Price DECIMAL(10,2) CHECK(Price > 0),
    Stock INTEGER CHECK(Stock >= 0)
);

在这个例子中，Price 必须大于 0，Stock 必须大于或等于 0。

DEFAULT 约束

DEFAULT 约束用于为列指定默认值。

特点：

当插入新记录时，如果没有为该列指定值，将使用默认值。
可以是常量值、表达式或函数。

语法：

SQL
CREATE TABLE Orders (
    OrderID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    OrderDate DATE DEFAULT CURRENT_DATE,
    Status TEXT DEFAULT 'Pending'
);

在这个例子中，如果不指定 OrderDate，将使用当前日期；如果不指定 Status，将使用 'Pending'。

FOREIGN KEY 约束

FOREIGN KEY 约束用于防止破坏表之间的链接，它指向另一个表的 PRIMARY KEY。

特点：

确保引用完整性。
默认情况下，SQLite 不强制执行外键约束，需要启用。

启用外键支持：

SQL
PRAGMA foreign_keys = ON;

语法：

SQL
CREATE TABLE Orders (
    OrderID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    UserID INTEGER,
    OrderDate DATE,
    FOREIGN KEY (UserID) REFERENCES Users(UserID)
);

在这个例子中，Orders 表的 UserID 引用 Users表的 UserID。

约束的修改和删除

SQLite 不直接支持 ALTER TABLE 语句来添加或删除约束（除了 NOT NULL）。通常的做法是：

创建一个新表，包含所需的约束。
将数据从旧表复制到新表。
删除旧表。
重命名新表。

示例：添加 UNIQUE 约束

SQL
-- 创建新表
CREATE TABLE Users_new (
    UserID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    Email TEXT UNIQUE,
    Username TEXT
);

-- 复制数据
INSERT INTO Users_new SELECT * FROM Users;

-- 删除旧表
DROP TABLE Users;

-- 重命名新表
ALTER TABLE Users_new RENAME TO Users;

最佳实践

合理使用约束：约束可以提高数据质量，但过多的约束可能影响性能。
优先考虑数据库级约束：相比应用程序级的验证，数据库级约束更可靠。
使用有意义的命名：为约束使用描述性名称，特别是对于 CHECK 约束。
定期维护：随着业务规则的变化，定期审查和更新约束。
测试约束：在生产环境中应用之前，彻底测试约束的行为。
文档化：记录所有约束及其目的，以便将来维护。
考虑性能影响：某些约束（如复杂的 CHECK 约束）可能影响性能，需要权衡。

结论

约束是保证 SQLite 数据库中数据完整性和一致性的强大工具。通过正确使用 PRIMARY KEY、UNIQUE、NOT NULL、CHECK、DEFAULT 和 FOREIGN KEY 约束，可以大大提高数据的质量和可靠性。虽然 SQLite 在约束的灵活性方面可能不如一些其他数据库系统，但它提供了足够的功能来满足大多数应用程序的需求。

记住，约束应该反映业务规则和数据要求。正确实施约束可以防止许多常见的数据问题，并简化应用程序逻辑。然而，过度使用约束可能导致性能问题或不必要的复杂性。因此，在设计数据库架构时，需要仔细权衡和规划约束的使用。

通过深入理解和适当使用这些约束，您可以创建更加健壮和可靠的 SQLite 数据库。

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