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# 05 关系模型

## 外键

在 students 表中，通过 class\_id 的字段，可以把数据与另一张表关联起来，这种列称为外键。

外键并不是通过列名实现的，而是通过定义外键约束实现的：

```sql
ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT fk_class_id
FOREIGN KEY (class_id)
REFERENCES classes (id);
```

其中，外键约束的名称 fk\_class\_id 可以任意，`FOREIGN KEY (class_id)` 指定了 class\_id 作为外键，`REFERENCES classes (id)` 指定了这个外键将关联到 classes 表的 id 列（即 classes 表的主键）。

通过定义外键约束，关系数据库可以保证无法插入无效的数据。即如果 classes 表不存在 id=99 的记录，students 表就无法插入 class\_id=99 的记录。

由于外键约束会降低数据库的性能，大部分互联网应用程序为了追求速度，并不设置外键约束，而是仅靠应用程序自身来保证逻辑的正确性。这种情况下，class\_id 仅仅是一个普通的列，只是它起到了外键的作用而已。

要删除一个外键约束，也是通过 `ALTER TABLE` 实现的：

```sql
ALTER TABLE students
DROP FOREIGN KEY fk_class_id;
```

注意：删除外键约束并没有删除外键这一列。删除列是通过 `DROP COLUMN` 实现的。

## 索引

索引是关系数据库中对某一列或多个列的值进行预排序的数据结构。通过使用索引，可以让数据库系统不必扫描整个表，而是直接定位到符合条件的记录，这样就大大加快了查询速度。

对于 students 表，如果要经常根据 score 列进行查询，就可以对 score 列创建索引：

```sql
ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_score (score);
```

使用 `ADD INDEX idx_score (score)` 就创建了一个名称为 idx\_score，使用列 score 的索引。索引名称是任意的，索引如果有多列，可以在括号里依次写上，例如：

```sql
ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_name_score (name, score);
```

索引的效率取决于索引列的值是否散列，即该列的值如果越互不相同，那么索引效率越高。反过来，如果记录的列存在大量相同的值，例如 gender 列，大约一半的记录值是 M，另一半是 F，因此，对该列创建索引就没有意义。

在设计关系数据表的时候，看上去唯一的列，例如身份证号、邮箱地址等，因为他们具有业务含义，因此不宜作为主键。但是，这些列根据业务要求，又具有唯一性约束：即不能出现两条记录存储了同一个身份证号。这个时候，就可以给该列添加一个唯一索引。例如，我们假设 students 表的 name 不能重复：

```sql
ALTER TABLE students
ADD UNIQUE INDEX uni_name (name);
```

通过 `UNIQUE` 关键字我们就添加了一个唯一索引。

也可以只对某一列添加一个唯一约束而不创建唯一索引：

```sql
ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT uni_name UNIQUE (name);
```

这种情况下，name 列没有索引，但仍然具有唯一性保证。

无论是否创建索引，对于用户和应用程序来说，使用关系数据库不会有任何区别。这里的意思是说，当我们在数据库中查询时，如果有相应的索引可用，数据库系统就会自动使用索引来提高查询效率，如果没有索引，查询也能正常执行，只是速度会变慢。因此，索引可以在使用数据库的过程中逐步优化。


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