数据库完整性、规范化和设计理念

1.数据的完整性

1.实体的完整性:一个实体就是一条记录,如果记录无法区分,称之为失去了数据的完整性.
2.域完整性:如果两个字段无法区分,称之为失去了域的完整性.
3.引用的完整性:两个表的对应记录不完整.(不可避免的)
4.自定义完整性:自己制定的规则在实现后出现了偏差.

user

id	usename	pwd
1	[email protected]	123456
3	[email protected]	123456

userinfo

uid	name	sex	idcard	age	num
2	王大恒	男	不祥	18	1
19	贾乃亮	男	不详	32	2

select * from user left join userinfo on user.id=userinfo.num;

(1).保证实体的完整性

1.自动增长列(auto_increment)
2.主键的约束(primary key)
3.唯一键(unique)

(2).保证域的完整性

1.数据类型的约束
2.默认值约束
3.非空的约束

(3)保证引用的完整性

建立外键->只用主表有的,从表一定会有(从表中还不能删除)

(4)自定义完整性

1.存储过程(比较像python的自定义函数)
2.触发器

2外键(foreign key)

外键:从表的公共字段
外键约束用来保证引用的完整性,主外键的名字可以不一样,但是数据类型必须一样.

特点:
1.主表中不存在的记录,从表中不能插入
2.从表中存在记录,主表中不能先删除
3.必须先删除从表,再删除主表

(1)创建外键

--学生表(主表)
create table stuinfo(
id int auto_increment comment'主键',
stu_name varchar(255),
primary key(id)
)engine=innodb;
#添加一条数据
insert into stuinfo set `stu_name`='王大恒';

--成绩表(从表)
create table stumarks(
stuno int  comment'主键',
ch float,
math float
#foreign key(stuno) references stuinfo(id)
#foreign key (stuno) references stuinfo(id) on delete set null on update cascade
)engine=innodb;


#修改表的时候添加一个外键
修改   表    成绩表   增加  外键        学号      关联      学生信息表的id字段
alter table stumarks add foreign key (stuno) references stuinfo(id);
#当主表删除 从表设置为空(指的是外键字段)
#on delete set null
#当主表删除  从表中整条数据跟着删除
#on delete set cascade
#当修改主表时 从表的关联字段也跟着修改
#on update cascade
alter table stumarks add foreign key (stuno) references stuinfo(id) on delete set null on update cascade;

#添加一条数据
insert into stumarks values(1,88,99);



mysql> show create table stumarks\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: stumarks
Create Table: CREATE TABLE `stumarks` (
  `stuno` int(11) NOT NULL COMMENT '主键',
  `ch` float DEFAULT NULL,
  `math` float DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`stuno`),
  CONSTRAINT `stumarks_ibfk_1` FOREIGN KEY (`stuno`) REFERENCES `stuinfo`(`id`) on delete set null on update cascade ;

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4
1 row in set (0.00 sec)
#CONSTRAINT `stumarks_ibfk_1`:是mysql分配给外键的名字

#指定一个名字给外键(添加一个索引)

alter table stumarks add CONSTRAINT `stuno` foreign key (stuno) references stuinfo(id) on delete cascade on update cascade;

#删除外键
alter table stumarks drop foreign key stumarks_ibfk_1;

#提醒:
如果要在某个字段上添加外键,这个字段必须有索引才可以,如果这个字段没有索引就直接添加外键,那么mysql会自动创建索引.

(2)外键的操作

1.严格约束(外键约束),保证引用的完整性
2.置空操作(set null):主表记录删除或者更新,从表的外键字段设置为null
3.联级操作(cascade): 主表的记录删除或者更新,从表外键字段一起发生变化
4.一般都是删除的时候外键字段置空,修改的时候更新关联

alter table stumarks add  foreign key (stuno) references stuinfo(id) on delete set null on update cascade;

注意:从表的关联(外键)字段一定不能是主键

外键在数据量特别小的时候会用上,一般是开发者自己清楚数据库表的设计,你知道那个是主表,那个是从表,然后手动修改,使用'事务',为什么了?
1.mysql表中设置外键会影响效率.
2.一般来说,每个从表都是单独数据,需要用到单独操作.

3.实体之间的关系

什么是实体?

我们所看到的每一条记录就是一个实体.

1.一对一的关系
2.一对多的关系
3.多对一的关系
4.多对多的关系

(1)一对一的关系:主键关系

stuinfo

stuno(学号)	stuname(学生的姓名)
1	tom
2	jack

stumarks

stuno	score
1	180
2	170

主键关系一一对应

应用:分表操作

垂直分表

(2)一对多(多对一)的关系

stuinfo

stuno(学号)	stuname(学生的姓名)
1	tom
2	jack

stumarks

stuno(他不是主键)	score	create_at
1	180	2018-01-14 14:20:00
1	170	2018-01-15 15:20:00
2	181	2018-01-14 14:20:00
2	171	2018-01-15 15:20:00

(3)多对多的关系

class

id	name	stu
1	python	1,2,3
2	java	1,2,3

stu

stuno	姓名	class
1	tom	1,2
2	jack	2,1
3	lily	1,2

4.数据库的设计

公司要做一个项目,首先产品经理会告诉你做个什么类型的项目,然后他会把他设计的需要理解图发给你.

读取需要图,判断需要那些表,那些字段,做那些关联(意淫能力)

你(泛指项目经理)需要根据你的判断,画出E-R图.

把E-R图发给每个开发者,他们看图建数据库和表.

(1)标识的实体

博客:
用户注册,用户登陆,用户关注,发帖,回帖,删帖,发帖拿积分,点赞数量,黑贴就封号

用户注册,用户登陆:可以建立一个表
    users
    uid  username password create_at sex(null) email(null) mobile(null) id_card jifen
用户关注:
    guanzhu
    uid  byuid
    1    2,3,100,1000,11
    2    4,3,1
发帖:
    news
    id  uid content title  num     status
    1    1   不详    不详   1000    1(可见)2(被封了)
回帖:
    评论
    id pid(父级id,如果为0自己就是一级恢复) uid content news_id

评论 详解python是世界上最好的语言 101

id	pid	uid	content	new_id
1	0	10	狗屁	101
2	1	1011	空怕是SB吧	101

(2)写出实体的属性

(3)标识实体之间的关系

设计表的人(设计数据库的人自己看图理解)

(4)E-R图(语法)

1.矩形代表实体
2.椭圆形代表属性(字段)
3.菱形代表关系

create table users(
uid int primary key auto_increment comment'主键',
email char(32) not null,
nickname char(32) not null,
pwd char(32) not null,
status bool comment'1是启用,0是禁用'
);

#注册
insert into users values(null,'123456qq.com','李狗蛋','123456',1);  ->1
insert into users values(null,'654321qq.com','张全蛋','123456',1);  ->2

create table section(
sid int primary key auto_increment comment'主键',
suid int comment'关联users.uid',
sname char(16) comment'板块名称'
);
insert into section values(null,1,'娱乐头条'); ->1
insert into section values(null,0,'技术大神'); ->2

create table top(
tid int primary key auto_increment comment'帖子编号',
tsid int not null comment'属于那个板块的,关联section.sid',
tuid int not null comment'谁发的贴,关联users.uid',
title char(32) not null,
content varchar(20000)  not null,
tstatus tinyint(2) comment'1表示启用,0是禁用,2是优质贴'
);

insert into top values(null,2,2,'三星检测报告','三星垃圾,韩国棒子滚粗!',1); ->1

create table rep(
rid int primary key auto_increment comment'主键',
ruid int not null,
rtid int not null,
rsid int not null,
rcontent varchar(10000)
);

insert into rep values(null,1,1,2,'熬到开');


 select * from users left join top on users.uid=top.tuid left join rep on top.tid=rep.rtid  where uid=2;

将E-R图转成表,自己玩.

如果表中没有适合的字段做主键怎么破?

答:自己加一个就是喽

#用户和板块之间的关系?
1.某个用户是摸个板块的版主
2.普通用在摸个板块中发表帖子或评论(你发表的帖子或评论属于某个板块)
#用户和帖子之间的关系?
1.用户发表的帖子
2.你评论了某个帖子(间接关系)
#用户和评论(回帖)
1.用户发表了评论
2.用户发表的帖子被某某用户给评论
3.用户发表的评论被另一个用户评论了
#帖子和版块之间的关系?
1.用户发表的帖子属于那个大版块
2.用户发表评论,评论的帖子属于某个大板块

4.数据的规范化

(1)第一范式

第一范式:确保每一列的数据原子化(不可在分割)

地址到底可不可以在分,那么需要看你有没有这个需求

(2)第二范式

第二范式:非主键字段必须依赖主键字段(一个表只描述一件事情)

第二范式是约束普通字段和主键字段的

(3)第三范式

第三范式:在非主键字段中,一个字段确定了,其它字段也确定称为传递依赖

第三范式的约束是非主键之间的

5.数据库设计

需求分析:
假如某建筑公司要设计一个数据库.公司的业务规则如下:
1.公司承担多个工程项目,每一个项目要有:工程号,工程名称,施工人员.
2.公司有多名职工,每一名职工都有:职工号,姓名,性别,职务等
3.公司按照工时和小时工资率支付工资,小时的工资率由职务决定(例如,技术人员的小时工资率与工程师不同)

工程号	工程名称
0001	一带一路工程
0002	拯救日本沉没

职工号	姓名	职务
001	张三	桥梁工程师
002	李四	大陆架测量师

职务	小时工资率
桥梁工程师	100
大陆架测量师	20000

工程号	职工号	工时
0001	001	5
0002	002	5

6.规范化和性能的关系

学号stu	姓名	语文成绩	数学成绩	总分
1	小明	100	120	220

语文和数学成绩确定了,总分就确定了,我在把总分作为一个表.

学号	姓名
1	小明

学号	语文	数学
1	100	120

select * from stu where id = 1;

select *,sum(ch+math) from stu left join score on stu.id=score.id where id=1;

性能和规范我们优先选择性能.

7.查询语句

select 字段(结果集) from 表名(数据源) [where 条件] [group by 分组][having 条件][order by 排序 asc|desc][limit限制 s,n]

create table stuinfo(
sid int auto_increment primary key comment'学号(主键)',
sname varchar(255) comment'学生名字',
sex enum('男','女') comment'性别',
age tinyint comment'年龄',
city varchar(64) comment'地级市'
)engine=innodb;

create table stumarks(
stuno int primary key comment'学号(主键)',
ch tinyint comment'语文成绩',
math tinyint comment'数学成绩'
)engine=innodb;


insert into stuinfo values(null,'大恒',2,18,'宿州'),(null,'小京',1,20,'北京'),(null,'小强',1,22,'北京'),(null,'小力',1,20,'天津'),(null,'小丽',2,21,'重庆'),(null,'小芳',2,20,'天津');

insert into stumarks values(1,88,99),(2,89,100),(3,67,76),(4,50,59),(5,100,99),(6,96,91);

(1)字段表达式

select 查询也可以用来做计算

select unix_timestamp(); --显示系统时间戳

select rand();--显示随机数

(2)from子句

from后面跟的是什么?是数据源(也就是表)
数据源可以有多张表,返回的是笛卡尔积.

(3)dual表

dual表不是一个实实在在存在的表,它是为了保证select语句的完整性的.

(4)where子句

where子句在数据源进行筛选;

select * from stuinfo where sex=1;

(5)is null|is not null

筛选数据为空或不为空

select * from stumarks where ch is null or math is null;

(6)between| not between

筛选指定范围内的数据
select * from stumarks where ch between 75 and 100;
select * from stumarks where ch>=75 and ch<=100;

(7)运算符

a.算数运算符

+ - * / % ++ --

b.比较运算符

> < >= <=  (<> !=)不等于

c.逻辑运算符

and 与
or  或
not 非

(8)聚合函数

sum()  #求和
avg()  #求平均值
max()  #最大值
min()  #最小值
count() #统计 

(9)通配符

_  #匹配一个字符

%  #匹配所有

(10)模糊查询(like)

select * from stuinfo where sname like '_明';
select * from stuinfo where sname like '%佰%';

(11)分组查询 group by

将查询的结果分组显示,分组的目的在于方便统计.

select sid,group_concat(sname),sex,age,city from stuinfo group by city;
#每个结果只显示一个

select stuno,ch,math,(ch+math) as score from stumarks group by score;


#group_concat()可以将同一组的字段连接在一起
mysql> select sid,group_concat(sname),sex,age,city from stuinfo group by city;
+-----+---------------------+------+------+------+
| sid | group_concat(sname) | sex  | age  | city |
+-----+---------------------+------+------+------+
|   1 | 小明                   | ?    |   18 | 上海    |
|   2 | 小刚,小强                | ?    |   20 | 北京     |
|   4 | 尹佰力,小芳                  | ?    |   20 | 天津     |
|   5 | 小丽                   | ?    |   21 | 重庆     |
+-----+---------------------+------+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

#安数字分组,会按照升序排列
select * from stuinfo group by age;

#多列分组

select sid,group_concat(sname),sex,age,city from stuinfo group by sex,city;

(12)回溯统计

#在统计的基础上在统计一次
#group_concat()
select sid,group_concat(sname),sex,age,city from stuinfo group by sex,city with rollup;

(13)having条件

where:设置查询的条件,字段必须是存在的
having: 设置查询的条件,条件字段必须在结果集中;
#having  的查询效率要高于where

select * from stuinfo where age>20;   #正确
select * from stuinfo having age>20;  #正确
select sname from stuinfo where age>20;  #正确
select sname from stuinfo having age>20; #错误,原因age不在结果集中(没有查询age这个字段)
select sname,age from stuinfo having age>20; #正确

(14)order by排序[asc|desc]

用书数据排序的

select * from stuinfo order by age asc; #asc 可以不写 ,它是默认值
select * from stuinfo order by age desc;#降序排列

(15)limit(限制)

limit  起始位置,显示长度
select * from stuinfo limit 3; #第一个不写默认从1开始
select * from stuinfo limit 2,3;

(16)查询语句中的选项

all :和 * 是一个意思,表示查询所有的
distinct: 去除重复的数据

select all from stuinfo;
select distinct city from stuinfo;

(17)insert…select…

CREATE TABLE `stuinfoo` (
  `sid` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
  `sname` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `sex` enum('男','女') DEFAULT NULL ,
  `age` tinyint(4) DEFAULT NULL ,
  `city` varchar(64) DEFAULT NULL ,
  PRIMARY KEY (`sid`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

#选择一个表中的数据插入到另一个表中(两个表结构要一致)
insert into stuinfoo select * from stuinfo;

(18)on duplicate key update

作用:在插入数据的时候,如果这个数据已经存在或不满足唯一约束的条件就执行更新;

insert into stuinfo values(2,'小月',2,18,'重庆') on duplicate key update sname='小月',sex=2;