数据库多表关系、查询与约束
引言
在数据库设计与开发中，很多业务场景 ，都需要通过多表协作实现。而要让多表 “有序配合”，就必须掌握表间关系维护、多表查询技巧和数据约束规则这三大核心能力。本文将从多表关系的建立入手，逐步深入讲解多表查询的常用方法，并补充数据约束的关键知识点，帮助读者构建完整的数据库多表操作知识体系。
多表关系
在数据库的多表查询中，维护表之间的关系主要依靠表间关联（如一对多、多对多等）和SQL 的连接查询语法来实现。
一对多 案例：如部门（dept）与员工（emp）的关系（一个部门有多个员工，一个员工属于一个部门）。 维护方式：在 “多” 的一方（员工表emp）建立外键，指向 “一” 的一方（部门表dept）的主键
多对多 如学生（student）与课程（course）的关系 维护方式：需通过中间表来实现，中间表包含两个外键，分别指向两个主表的主键。 例如：创建student_course中间表，包含student_id（关联student表的id）和course_id（关联course表的id）两个外键。 作用：通过中间表的外键约束，保证学生和课程的关联是合法的
一对一 案例：如用户（user）与用户详情（user_detail）的关系 维护方式：可在任意一方建立外键，且外键设置为唯一（UNIQUE）； 例如：user_detail表的userId字段作为外键（且唯一），关联user表的id主键。
create table user_detail(
userId int unique comment '用户id',
constraint fk_userId foreign key(userId) references user(id)
);多表查询
笛卡尔积
笛卡尔积（Cartesian Product）是数学中的一个概念，SQL 正是从数学里借用过来的。
给定两个集合 A 和 B，它们的笛卡尔积是：
A × B = {(a, b) | a ∈ A, b ∈ B}
即：把 A 的每个元素和 B 的每个元素配成一对。
在 SQL 里，如果你写：
SELECT *
FROM TableA, TableB;
而 不加任何 WHERE 条件，
数据库就会执行笛卡尔积操作，也就是“把 A 表的每一行和 B 表的每一行组合在一起”。
假设有两张表：表 A（学生）：
| id | name |
|---|---|
| 1 | 张三 |
| 2 | 李四 |
表 B（课程）：
| id | course |
|---|---|
| 101 | 数学 |
| 102 | 英语 |
| 103 | 计算机 |
执行select * from A,B;后，结果为：
| A.id | A.name | B.id | B.course |
|---|---|---|---|
| 1 | 张三 | 101 | 数学 |
| 1 | 张三 | 102 | 英语 |
| 1 | 张三 | 103 | 计算机 |
| 2 | 李四 | 101 | 数学 |
| 2 | 李四 | 102 | 英语 |
| 2 | 李四 | 103 | 计算机 |
💡 一共产生了 2 × 3 = 6 行。这就是典型的笛卡尔积：每个学生都和每一门课程匹配一次。注意：真实场景中很少直接用笛卡尔积（会产生大量无意义数据），需通过条件过滤出有效关联。
内连接
内连接：相当于查询两个表（如 A 和 B）的交集部分数据，只有当两个表中存在匹配的记录时，才会返回结果。
笛卡尔积 + WHERE 条件 → 隐式内连接（JOIN）
笛卡尔积 + WHERE 条件 → 连接（JOIN）
在真实查询中，我们不会直接使用笛卡尔积，因为它会产生很多无意义的组合。
我们通常会加上条件来筛选出“有关联的行”。
例如，假设我们要找选课表：
这时，WHERE 条件就起到了“过滤笛卡尔积”的作用，
只留下真正相关的匹配行。
这其实就是 内连接（INNER JOIN） 的原始形式。
显式内连接（INNER JOIN 语法）
除了隐式写法，也可使用 inner join ... on... 明确表示内连接，可读性更强：
外连接
左外连接：查询左表（如 A）的所有数据，以及两张表的交集部分数据。即使右表（如 B）中没有匹配的记录，左表的记录也会被返回，右表对应字段显示为NULL。
右外连接：查询右表（如 B）的所有数据，以及两张表的交集部分数据。即使左表（如 A）中没有匹配的记录，右表的记录也会被返回，左表对应字段显示为NULL。
自连接
自连接：当前表与自身进行连接查询，必须使用表别名来区分同一个表的不同 “实例”。
自连接既可以是内连接，也可以是外连接，常用于处理表中存在 “层级关系” 或 “自身关联关系” 的场景
SELECT 字段列表 FROM 表A 别名A JOIN 表A 别名B ON 条件...;。
例如：
select from emp a,emp b where a.managerid=b.id;子查询
子查询是指在 SQL 语句中嵌套 SELECT 语句的查询方式，也称为嵌套查询。 其核心是用一个查询的结果作为另一个查询的条件或数据源，外部语句可以是INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT中的任意一种。
按子查询位置分类
- WHERE 之后：子查询作为筛选条件的一部分，如
SELECT * FROM t1 WHERE column1 = (子查询)。 - FROM 之后：子查询结果作为 “临时表” 参与关联，如
SELECT * FROM (子查询) AS temp JOIN t2 ON ...。 - SELECT 之后：子查询作为字段的一部分，如
SELECT name, (SELECT COUNT(*) FROM t2 WHERE t2.id = t1.id) AS count FROM t1。
标量子查询
子查询返回单个值
例子：查询在‘amaidou'入职之后的员工信息
先通过子查询获取 “amaidou” 的入职日期：select entrydate from emp where name = 'amaidou';
再以该日期为条件，查询入职更晚的员工：select * from emp where entrydate > (select entrydate from emp where name = 'amaidou');列子查询
列子查询是子查询的一种类型，其返回结果为一列（可包含多行数据） 它常通过特定操作符实现复杂筛选，例如： int not in any 子查询返回列表中任意一个满足条件即可 SOME 与 ANY 等同，使用场景完全替代 ANY ALL 子查询返回列表的所有值都必须满足条件
1. ALL操作符（需满足子查询所有结果）
案例：查询比 “财务部” 所有人员工资都高的员工信息
===>
步骤 1：先获取财务部的所有工资：select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '财务部');
步骤 2：用ALL筛选工资高于上述所有值的员工：select * from emp where salary > all ( select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '财务部') );
说明：salary > all (...)表示员工工资需大于财务部所有人员的工资，只有同时满足 “比财务部最高工资还高” 的记录才会被选中2. ANY操作符（只需满足子查询任意一个结果）
案例：查询比 “研发部” 任意一人工资高的员工信息
步骤 1：先获取研发部的所有工资：select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '研发部');
步骤 2：用ANY筛选工资高于上述任意一个值的员工：select * from emp where salary > any ( select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '研发部') );
说明：salary > any (...)表示员工工资只需大于研发部任意一人的工资（即只要比研发部最低工资高即可），就能被选中。行子查询
其返回结果为一行（可包含多列数据），常用于多条件匹配的场景，常用操作符包括=、<> 、IN、NOT IN。
案例：查询与 “jay” 薪资及直属领导相同的员工信息
步骤一：获取jay的薪资和直属领导信息（行子查询的核心部分）
sql
select salary, managerid from emp where name = 'jay';
该子查询返回一行两列的结果（如(12500, 1)），代表jay的薪资和直属领导 ID。
步骤二：匹配与该结果相同的员工信息
sql
select * from emp where (salary,managerid) = (select salary, managerid from emp where name = 'jay');
这里通过(salary,managerid)多列匹配的方式，筛选出与jay “薪资和直属领导都相同” 的所有员工记录，体现了行子查询在多条件关联场景下的应用价值。表子查询
子查询返回的结果是多行多列
案例：查询入职时间是'2021-02-07'之后的员工信息，及其部门信息
select e.*,d.* from (select * from emp where entrydate>'2021-02-07') e left join d on
e.dept_id=d.id;这里将 “入职日期筛选后的员工子查询” 作为临时表e，再与部门表de
pt左连接，实现了 “筛选特定员工后，同时获取其部门信息” 的需求，体现了子查询与连接查询结合的灵活用法。
约束
非空约束（NOT NULL）
唯一约束（UNIQUE）作用：保证字段的值在表中是唯一的（但允许为NULL，且NULL可重复）。
主键约束（PRIMARY KEY）作用：是NOT NULL和UNIQUE的组合，用于唯一标识表中的每一条记录。
默认约束（DEFAULT）作用：为字段指定一个默认值，当插入记录时若未显式赋值，将使用该默认值。 gender char(1) default '男' comment '性别' -- 若插入时未指定性别，默认值为'男'
检查约束（CHECK）作用：通过自定义条件，限制字段值的范围（如年龄必须大于 0）。
create table user(
id int auto_increment primary key comment 'id唯一标识',
name varchar(10)not null unique comment '姓名',
age int check(age>0&&age<=120) comment '年龄',
status char(1) default '1' comment '状态',
gender char(1) comment '性别'
);外键约束
外键约束是用来让两张表的数据之间建立连接，从而保证数据的一致性和完整性。 子表(从表）：具有外键 父表（主表)：外键关联的表
语法：
1)创建表时添加外键：
CREATE TABLE 从表(字段名 数据类型,...[CONSTRAINT 外键名称] FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主表主键/唯一键字段名)
);2)已有表添加外键：
ALTER TABLE 从表 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主表主键/唯一键字段名);
alter table emp add constraint fk_emp_dept foreign key(dept_id) references dept(id);
constraint fk_emp_dept 为外键指定了名称（规范命名通常以 fk_ 开头，体现从表和主表的关联）；
foreign key(dept_id) 明确了从表（emp）的外键字段；
references dept(id) 正确关联了主表（dept）的主键字段（id）3)删除外键
alter table 表名 drop foreign key 外键名称；级联操作
外键可配置级联更新（ON UPDATE CASCADE）和级联删除（ON DELETE CASCADE），示例：
ALTER TABLE emp ADD CONSTRAINT fk_emp_dept
FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept(id)
ON UPDATE CASCADE -- 主表主键更新时，从表外键自动同步更新
ON DELETE CASCADE; -- 主表记录删除时，从表关联记录自动删除
alter table emp add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id) on update set null on delete set null ;
===>
on update set null：当主表（dept）的 id 被更新时，从表（emp）中所有关联的 dept_id 会被设为 NULL。
on delete set null：当主表（dept）的某条记录被删除时，从表（emp）中所有关联的 dept_id 会被设为 NULL。注意事项：
1)主表的关联字段必须是主键或唯一键（保证值唯一，才能被从表引用）。
2)外键字段与主表关联字段的数据类型必须完全一致（如主表是int，外键也必须是int）。
3）并非所有场景都需外键：若系统通过业务逻辑即可保证数据一致性，也可不用（但外键能从数据库层面强制约束，更可靠）。