MySQL技能完整学习列表5、数据库操作——3、索引（Indexing）——4、约束（Constraints）

索引（Indexing）

MySQL的索引是一种数据结构，它可以帮助数据库系统更有效地检索数据。通过创建索引，可以显著提高查询性能，特别是对于大型数据集。索引的工作方式类似于书籍的目录：而不是搜索整个数据库来找到特定的信息，数据库系统可以使用索引直接定位到存储所需数据的位置。

索引的类型：

1. 普通索引：最基本的索引类型，没有任何限制。
2. 唯一索引：确保索引列的值都是唯一的，但允许有空值。
3. 主键索引：特殊的唯一索引，不允许有空值。一个表只能有一个主键。
4. 全文索引：仅适用于MyISAM存储引擎，并仅用于CHAR、VARCHAR和TEXT列。它允许对文本内容进行全文搜索。
5. 组合索引：多个列上的索引，搜索条件必须使用到组合索引中的第一个列，才能利用到索引。

索引的排序方法：

• 索引默认是按照升序（ASC）进行排序的。但也可以在创建索引时明确指定排序方向。
• 可以使用ORDER BY子句在查询中指定特定的排序顺序，但这并不影响索引本身的排序。

示例说明：

假设有一个名为students的表，其中包含以下数据：

创建索引：

可以在age列上创建一个索引，以提高按年龄查询的效率。

CREATE INDEX idx_age ON students(age);

使用索引进行排序：

如果想要按照年龄对学生进行排序，可以这样查询：

SELECT * FROM students ORDER BY age;

由于我们在age列上有索引，这个查询会非常高效。结果将按照年龄的升序排列：

降序排序：

如果想要按照年龄的降序进行排序，可以在查询中指定：

SELECT * FROM students ORDER BY age DESC;
```结果将如下：
| id | name | age |
| --- | --- | --- |
| 2 | Bob | 22 |
| 1 | Alice | 20 |
| 3 | Carol | 20 |

BTREE索引是一种常用的数据库索引结构，其全称为Balanced Tree（平衡树）。BTREE索引在数据库管理系统中广泛应用，如MySQL、Oracle和PostgreSQL等。

BTREE索引的说明：

1. 数据结构：BTREE索引是一种树形数据结构，由根节点、分支节点和叶子节点组成。每个节点可以有多个子节点，分支节点可以有多个层级。
2. 平衡性：BTREE索引是一种自平衡的树，意味着树的左右两侧的高度差不会超过1。这种平衡性确保了数据在树中均匀分布，从而提高了查询效率。
3. 排序：BTREE索引中的数据按照某种排序规则进行排序，如升序或降序。这使得范围查询和排序操作更加高效。
4. 非叶子节点存储键值：在BTREE索引中，非叶子节点存储的是键值而不是实际的数据记录。这样做可以减小索引的大小，提高索引的查询速度。
5. 高效插入和删除：由于BTREE是平衡的，所以在插入和删除数据时，索引树会自动进行调整以保持平衡。这确保了插入和删除操作的高效性。

BTREE索引的优势：

1. 高效查询：BTREE索引可以快速定位到存储所需数据的位置，从而显著提高查询性能。
2. 支持范围查询：由于BTREE索引中的数据是按排序顺序存储的，所以它可以高效地处理范围查询（如查找某个值之间的所有记录）。
3. 自动平衡：BTREE索引在插入和删除数据时会自动调整以保持平衡，这确保了数据在树中的均匀分布和高效的查询性能。
4. 支持大数据集：BTREE索引可以处理大量的数据，而不会显著降低性能。这使得它成为处理大型数据库的理想选择。
5. 广泛使用：BTREE索引是数据库管理系统中使用最广泛的索引类型之一，得到了广泛的应用和优化。

总之，BTREE索引是一种高效、平衡且广泛使用的数据库索引结构，可以显著提高查询性能并支持大型数据集。

约束（Constraints）

MySQL的约束是一种规则，用于限制表中的数据以确保数据的准确性和可靠性。约束可以在创建表时定义，也可以在表创建后添加。以下是MySQL中常用的几种约束：

1、NOT NULL 约束

sql`CREATE TABLE students (
  id INT,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  age INT
);`

• 确保某列的值不能为空。
• 示例：创建一个名为students的表，其中的name列不能为空。

2、UNIQUE 约束

sql`ALTER TABLE students ADD UNIQUE (email);`

• 确保某列的值是唯一的，可以有多个NULL值。
• 示例：在students表中，确保email列的值是唯一的。

3、PRIMARY KEY 约束

sql`ALTER TABLE students ADD PRIMARY KEY (id);`

• 确保某列的值是唯一的并且不为空。一个表只能有一个主键。
• 主键用于唯一标识表中的每条记录。
• 示例：在students表中，将id列设置为主键。

4、FOREIGN KEY 约束

sql`CREATE TABLE orders (
  order_id INT PRIMARY KEY,
  student_id INT,
  product VARCHAR(50),
  FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(id)
);`

• 用于标识两个表之间的关系。一个表的外键列的值必须引用另一个表的主键或唯一键的值。
• 示例：创建一个名为orders的表，其中的student_id列引用students表的id列。

5、CHECK 约束

• 确保某列的值满足指定的条件。需要注意的是，虽然MySQL支持CHECK约束的语法，但在某些存储引擎（如InnoDB）中，它们不会强制执行。
• 示例：在students表中，确保age列的值大于等于18。

ALTER TABLE students ADD CHECK (age >= 18);

注意：在使用约束时，请确保您已经仔细考虑了数据的完整性和业务规则，因为不当的使用可能会导致数据插入或更新失败。