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当我们用主键唯一标识记录时，我们就可以在students
表中确定任意一个学生的记录：
| id | name | other columns... |
|---|---|---|
| 1 | 小明 | ... |
| 2 | 小红 | ... |
我们还可以在classes
表中确定任意一个班级记录：
| id | name | other columns... |
|---|---|---|
| 1 | 一班 | ... |
| 2 | 二班 | ... |
但是我们如何确定students
表的一条记录，例如，id=1
的小明，属于哪个班级呢？
由于一个班级可以有多个学生，在关系模型中，这两个表的关系可以称为“一对多”，即一个classes
的记录可以对应多个students
表的记录。
为了表达这种一对多的关系，我们需要在students
表中加入一列class_id
，让它的值与classes
表的某条记录相对应：
| id | class_id | name | other columns... |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 小明 | ... |
| 2 | 1 | 小红 | ... |
| 5 | 2 | 小白 | ... |
这样，我们就可以根据class_id
这个列直接定位出一个students
表的记录应该对应到classes
的哪条记录。
例如：
小明的
class_id
是1
，因此，对应的classes
表的记录是id=1
的一班；小红的
class_id
是1
，因此，对应的classes
表的记录是id=1
的一班；小白的
class_id
是2
，因此，对应的classes
表的记录是id=2
的二班。
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：
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：
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。
多对多
通过一个表的外键关联到另一个表，我们可以定义出一对多关系。有些时候，还需要定义“多对多”关系。例如，一个老师可以对应多个班级，一个班级也可以对应多个老师，因此，班级表和老师表存在多对多关系。
多对多关系实际上是通过两个一对多关系实现的，即通过一个中间表，关联两个一对多关系，就形成了多对多关系：
teachers
表：
| id | name |
|---|---|
| 1 | 张老师 |
| 2 | 王老师 |
| 3 | 李老师 |
| 4 | 赵老师 |
classes
表：
| id | name |
|---|---|
| 1 | 一班 |
| 2 | 二班 |
中间表teacher_class
关联两个一对多关系：
| id | teacher_id | class_id |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 2 |
| 3 | 2 | 1 |
| 4 | 2 | 2 |
| 5 | 3 | 1 |
| 6 | 4 | 2 |
通过中间表teacher_class
可知teachers
到classes
的关系：
id=1
的张老师对应id=1,2
的一班和二班；id=2
的王老师对应id=1,2
的一班和二班；id=3
的李老师对应id=1
的一班；id=4
的赵老师对应id=2
的二班。
同理可知classes
到teachers
的关系：
id=1
的一班对应id=1,2,3
的张老师、王老师和李老师；id=2
的二班对应id=1,2,4
的张老师、王老师和赵老师；
因此，通过中间表，我们就定义了一个“多对多”关系。
一对一
一对一关系是指，一个表的记录对应到另一个表的唯一一个记录。
例如，students
表的每个学生可以有自己的联系方式，如果把联系方式存入另一个表contacts
，我们就可以得到一个“一对一”关系：
| id | student_id | mobile |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 135xxxx6300 |
| 2 | 2 | 138xxxx2209 |
| 3 | 5 | 139xxxx8086 |
有细心的童鞋会问，既然是一对一关系，那为啥不给students
表增加一个mobile
列，这样就能合二为一了？
如果业务允许，完全可以把两个表合为一个表。但是，有些时候，如果某个学生没有手机号，那么，contacts
表就不存在对应的记录。实际上，一对一关系准确地说，是contacts
表一对一对应students
表。
还有一些应用会把一个大表拆成两个一对一的表，目的是把经常读取和不经常读取的字段分开，以获得更高的性能。例如，把一个大的用户表分拆为用户基本信息表user_info
和用户详细信息表user_profiles
，大部分时候，只需要查询user_info
表，并不需要查询user_profiles
表，这样就提高了查询速度。
小结
关系数据库通过外键可以实现一对多、多对多和一对一的关系。外键既可以通过数据库来约束，也可以不设置约束，仅依靠应用程序的逻辑来保证。
完
