ВНЕШНИЙ КЛЮЧ И РОДИТЕЛЬСКИЙ КЛЮЧ

Когда все значения в одном поле таблицы представлены в поле другой таблицы, мы говорим что первое поле ссылается на второе. Это указывает на прямую связь между значениями двух полей. Например, каждый из заказчиков в таблице Заказчиков имеет поле snum которое ука- зывает на продавца назначенного в таблице Продавцов. Для каждого порядка в таблице Порядков, имеется один и только этот про- давец и один и только этот заказчик. Это отображается с помощью полей snum и cnum в таблице Порядков.

Когда одно поле в таблице ссылается на другое, оно называется - внешним ключом; а поле на которое оно ссылается, называется - родительским ключом. Так что поле snum таблицы Заказчиков - это внешний ключ, а поле snum на которое оно ссылается в таблице Продавцов - это родительский ключ.

Аналогично, пол cnum и snum таблицы Порядков - это внешние ключи которые ссылаются к их родительским ключам с именами в таблице За- казчиков и таблице Продавцов. Имена внешнего ключа и родительского ключа не обязательно должны быть одинаковыми, это - только соглашение которому мы следуем чтобы делать соединение более понятным.

МНОГО-СТОЛБЦОВЫЕ ВНЕШНИЕ КЛЮЧИ

В действительности, внешний ключ не обязательно состоит только из одного пол. Подобно первичному ключу, внешний ключ может иметь любое число полей, которые все обрабатываются как единый модуль. Внешний ключ и родительский ключ на который он ссылается, конечно же, должны иметь одинаковый номер и тип пол, и находиться в одинаковом порядке. Внешние ключи состоящие из одного пол - те что мы использовали исключительно в наших типовых таблицах, наиболее общие. Чтобы сохранить простоту нашего обсуждения, мы будем часто говорить о внешнем ключе как об одиночном столбце. Это не случайно. Если это не от- метить, любой скажет о поле которое является внешним ключом, что оно также относится и к группе полей которая является внешним ключом.

СМЫСЛ ВНЕШНЕГО И РОДИТЕЛЬСКОГО КЛЮЧЕЙ

Когда поле - является внешним ключом, оно определенным образом связано с таблицей на которую он ссылается. Вы, фактически, говорите - " каждое значение в этом поле ( внешнем ключе ) непосредственно привязано к зна- чению в другом поле ( родительском ключе )." Каждое значение ( каждая строка ) внешнего ключа должно недвусмысленно ссылаться к одному и только этому значению (строке) родительского ключа. Если это так, то фактически ваша система, как говорится, будет в состоянии справочной целостности. Вы можете увидеть это на примере. Внешний ключ snum в таблице Заказ- чиков имеет значение 1001 для строк Hoffman и Clemens. Предположим что мы имели две строки в таблице Продавцов со значением в поле snum = 1001. Как мы узнаем, к которому из двух продавцов были назначены заказчики Hoffman и Clemens ? Аналогично, если нет никаких таких строк в таблице Продавцов, мы получим Hoffman и Clemens назначенными к продавцу которого не существует!

Понятно, что каждое значение во внешнем ключе должно быть представ- лено один, и только один раз, в родительском ключе.

Фактически, данное значение внешнего ключа может ссылаться только к одному значению родительского ключа не предполагая обратной возможности: т.е. любое число внешних ключей может ссылать к единственному значению родительского ключа. Вы можете увидеть это в типовых таблицах наших примеров. И Hoffman и Clemens назначены к Peel, так что оба их значения внешнего ключа совпадают с одним и тем же родительским ключом, что очень хорошо. Значение внешнего ключа должно ссылаться только к одному значению родительского ключа, зато значение родительского ключа может ссылаться с помощью любого количества значений внешнего ключа. В качестве иллюстрации, значения внешнего ключа из таблицы Заказчиков, совпавшие с их родительским ключом в Продавцов таблице, показываются в Рисунке 19.1. Для удобства мы не учитывали пол не относящиеся к этому примеру.

ОГРАНИЧЕНИЕ FOREIGN KEY

SQL поддерживает справочную целостность с ограничением FOREIGN KEY. Хотя ограничение FOREIGN KEY - это нова особенность в SQL, оно еще не обеспечивает его универсальности. Кроме того, некоторые его реализации, более сложны чем другие. Эта функция должна ограничивать значения которые вы можете ввести в вашу базу данных чтобы заставить внешний ключ и родительский ключ соответствовать принципу справочной целостности. Одно из действий ограничения Внешнего Ключа - это отбрасывание значений для полей ограниченных как внешний ключ который еще не представлен в ро- дительском ключе. Это ограничение также воздействует на вашу способность изменять или удалять значения родительского ключа ( мы будем обсуждать это позже в этой главе ).

КАК МОЖНО ПОЛЯ ПРЕДСТАВИТЬ В КАЧЕСТВЕ ВНЕШНИХ КЛЮЧЕЙ

ВНЕШНИЙ КЛЮЧ КАК ОГРАНИЧЕНИЕ ТАБЛИЦЫ

Синтаксис ограничения таблицы FOREIGN KEY:

FOREIGN KEY <column list> REFERENCES 
  <pktable> [ <column list> ]

Первый список столбцов - это список из одного или более столбцов таблицы, которые отделены запятыми и будут созданы или изменены этой командой. Pktable - это таблица содержащая родительский ключ. Она может быть таблицей, которая создается или изменяется текущей командой. Второй список столбцов - это список столбцов которые будут составлять родительский ключ. Списки двух столбцов должны быть совместимы, т.е.:

• Они должны иметь одинаковое число столбцов.
• В данной последовательности, первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов внешнего ключа, должны иметь одинаковые типы данных и размеры, что и первый, второй, третий, и т.д., столбцы списка столбцов родительского ключа. Столбцы в списках обоих столбцов не должны иметь одинаковых имен, хотя мы и использовали такой способ в наших примерах чтобы делать связь более понятной.

Создадим таблицу Заказчиков с полем snum определенным в качестве внешнего ключа ссылающегося на таблицу Продавцов:

CREATE TABLE Customers 
  ( cnum   integer NOT NULL PRIMARY KEY 
    cname  char(10), 
    city   char(10), 
    snum   integer, 
    FOREIGN KEY (snum) REFERENCES Salespeople 
    ( snum );

Имейте в виду, что при использовании ALTER TABLE вместо CREATE TABLE, для применения ограничения FOREIGN KEY, значения которые Вы указываете во внешнем ключе и родительском ключе, должны быть в состоянии справочной целостности. Иначе команда будет отклонена. Хотя ALTER TABLE очень полезна из-за ее удобства, вы должны будете в вашей системе, по возможности каждый раз, сначала формировать структурные принципы, типа справочной целостности.

ВНЕШНИЙ КЛЮЧ КАК ОГРАНИЧЕНИЕ СТОЛБЦОВ

Вариант ограничения столбца ограничением FOREIGN KEY - по другому называется - ссылочное ограничение (REFERENCES), так как он фактически не со- держит в себе слов FOREIGN KEY, а просто использует слово REFERENCES, и далее им родительского ключа, подобно этому:

CREATE TABLE Customers 
( cnum   integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
  cname  char(10), 
  city   char(10), 
  snum   integer REFERENCES Salespeople (snum));

Вышеупомянутое определяет Customers.snum как внешний ключ у которого родительский ключ - это Salespeople.snum. Это эквивалентно такому ограничению таблицы:

FOREIGN KEY (snum) REGERENCES Salespeople (snum)

НЕ УКАЗЫВАТЬ СПИСОК СТОЛБЦОВ ПЕРВИЧНЫХ КЛЮЧЕЙM

Используя ограничение FOREIGN KEY таблицы или столбца, вы можете не указывать список столбцов родительского ключа если родительский ключ имеет ограничение PRIMARY KEY. Естественно, в случае ключей со многими полями, порядок столбцов во внешних и первичных ключах должен совпадать, и, в любом случае, принцип совместимости между двум ключами все еще применим. Например, если мы поместили ограничение PRIMARY KEY в поле snum таблицы Продавцов, мы могли бы использовать его как внешний ключ в таблице Заказчиков (подобно предыдущему примеру) в этой команде:

CREATE TABLE Customers 
( cnum   integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
  cname  char(10), 
  city    char(10), 
  snum   integer REFERENCES Salespeople);

Это средство встраивалось в язык, чтобы поощрять вас использовать первич- ные ключи в качестве родительских ключей.

КАК СПРАВОЧНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОГРАНИЧИВАЕТ ЗНАЧЕНИЯ РОДИТЕЛЬСКОГО КЛЮЧА

Поддержание справочной целостности требует некоторых ограничений на значения, которые могут быть представлены в полях, объявленных как внешний ключ и родительский ключ. Родительский ключ должен быть структурен, чтобы гарантировать, что каждое значение внешнего ключа будет соответствовать одной указанной строке. Это означает, что он (ключ) должен быть уникальным и не содержать никаких пустых значений(NULL). Этого не достаточно для родительского ключа в случае выполнения такого требования как при объявлении внешнего ключа. SQL должен быть уверен что двойные значения или пустые значения (NULL) не были введены в родительский ключ. Следовательно вы должны убедиться, что все пол, которые используются как родительские ключи, имеют или ограничение PRIMARY KEY или ограничение UNIQUE, наподобие ограничения NOT NULL.

ПЕРВИЧНЫЙ КЛЮЧ КАК УНИКАЛЬНЫЙ ВНЕШНИЙ КЛЮЧ

Ссылка ваших внешних ключей только на первичные ключи, как мы это делали в типовых таблицах, - хороша стратеги. Когда вы используете внешние клю- чи, вы связываете их не просто с родительскими ключами на которые они ссылаются; вы связываете их с определенной строкой таблицы где этот родительс- кий ключ будет найден. Сам по себе родительский ключ не обеспечивает ника- кой информации которая бы не была уже представлена во внешнем ключе. Смысл, например, пол snum как внешнего ключа в таблице Заказчиков - это связь которую он обеспечивает, не к значению пол snum на которое он ссылается, а к другой информации в таблице Продавцов, такой например как, имена продавцов, их местоположение, и так далее. Внешний ключ - это не просто связь между двум идентичными значениями; это - связь, с помощью этих двух значений, между двум строками таблицы указанной в запросе. Это поле snum может использоваться чтобы связывать любую информацию в строке из таблицы Заказчиков со ссылочной строкой из таблицы Продавцов - например чтобы узнать - живут ли они в том же самом городе, кто имеет более длинное имя, имеет ли продавец кроме данного заказчика каких-то других заказчиков, и так далее. Так как цель первичного ключа состоит в том, чтобы идентифицировать уникальность строки, это более логичный и менее неоднозначный выбор для внешнего ключа. Для любого внешнего ключа который использует уникальный ключ как родительский ключ, вы должны создать внешний ключ который бы использовал первичный ключ той же самой таблицы для того же самого действия. Внешний ключ который не имеет никакой другой цели кроме связывания строк, напоминает первичный ключ используемый исключительно для идентификации строк, и является хорошим средством сохранить структуру вашей базы данных ясной и простой, и - следовательно создающей меньше трудностей.

ОГРАНИЧЕНИЯ ВНЕШНЕГО КЛЮЧА

Внешний ключ, в частности, может содержать только те значения которые фактически представлены в родительском ключе или пустые(NULL). Попытка ввести другие значения в этот ключ будет отклонена. Вы можете объявить внешний ключ как NOT NULL, но это необязательно, и в большинстве случаев, нежелательно. Например, предположим, что вы вводи- те заказчика не зная заранее, к какому продавцу он будет назначен. Лучший выход в этой ситуации, будет если использовать значение NOT NULL, которое должно быть изменено позже на конкретное значение.

ЧТО СЛУЧИТСЯ, ЕСЛИ ВЫ ВЫПОЛНИТЕ КОМАНДУ МОДИФИКАЦИИ

Давайте условимся, что все внешние ключи созданные в наших таблицах приме- ров, объявлены и предписаны с ограничениями внешнего ключа, следующим образом :

CREATE TABLE Salespeople 
    (snum  integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
sname char(10) NOT NULL, 
city  char(10), 
comm  decimal); 
 
  CREATE TABLE Customers 
    (cnum   integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
cname  char(10) NOT NULL, 
city   char(10), 
rating integer, 
snum   integer, 
FOREIGN KEY (snum) REFERENCES Salespeople, 
UNIQUE (cnum, snum) ; 
 
 CREATE TABLE Orders 
   (cnum  integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
    amt   decimal, 
    odate date NOT NULL, 
    cnum  integer NOT NULL 
    snum  integer NOT NULL 
    FOREIGN KEY (cnum, snum) REFERENCES 
    CUSTOMERS (cnum, snum);

ВКЛЮЧЕНИЕ ОПИСАНИЙ ТАБЛИЦЫ

Имеется несколько атрибутов таких определений о которых нужно поговорить. Причина по которой мы решили сделать пол cnum и snum в таблице Порядков, единым внешним ключом - это гарантия того, что для каждого заказчика содержащегося в порядках, продавец кредитующий этот порядок - тот же что и указанный в таблице Заказчиков. Чтобы создать такой внешний ключ, мы бы- ли бы должны поместить ограничение таблицы UNIQUE в два пол таблицы Заказчиков, даже если оно необязательно для самой этой таблицы. Пока поле cnum в этой таблица имеет ограничение PRIMARY KEY, оно будет уникально в любом случае, и следовательно невозможно получить еще одну комбинацию пол cnum с каким-то другим полем. Создание внешнего ключа таким способом поддерживает целостность базы данных, даже если при этом вам будет запрещено внутреннее прерывание по ошибке и кредитовать любого продавца, иного чем тот который назначен именно этому заказчику.

С точки зрения поддержания целостности базы данных, внутренние прерывания ( или исключения) конечно же нежелательны. Если вы их допускаете и в то же врем хотите поддерживать целостность вашей базы данных, вы можете объявить пол snum и cnum в таблице Порядков независимыми внешними ключами этих полей в таблице Продавцов и таблице Заказчиков, соответственно. Фактически, использование пол snum в таблице Порядков, как мы это делали, необязательно, хотя это полезно было сделать для разнообразия. Поле cnum связывая каждый порядок заказчиков в таблице Заказчиков, в таблице Порядков и в таблице Заказчиков, должно всегда быть общим чтобы находить правильное поле snum для данного порядка ( не разрешая никаких исключений ). Это означает что мы записываем фрагмент информации - какой заказчик назначен к какому продавцу - дважды, и нужно будет выполнять дополнительную работу чтобы удостовериться, что обе версии согласуются. Если мы не имеем ограничения внешнего ключа как сказано выше, эта ситуация будет особенно проблематична, потому что каждый порядок нужно будет проверять вручную ( вместе с запросом ), чтобы удостовериться что именно соответствующий продавец кредитовал каждую соответствующую продажу. Наличие такого типа информационной избыточности в вашей базе данных, называется деморализация ( denormalization ), что нежелательно в идеальной реляционной базе данных, хотя практически и может быть разрешена. Деморализация может заставить некоторые запросы выполняться быстрее, поскольку запрос в одной таблице выполняется всегда значительно быстрее чем в объединении.

ДЕЙСТВИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ

Как такие ограничения воздействуют на возможность и невозможность Вами использовать команды модификации DML? Для полей, определен- ных как внешние ключи, ответ довольно простой: любые значения которые вы помещаете в эти пол с командой INSERT или UPDATE должны уже быть представлены в их родительских ключах. Вы можете помещать пустые(NULL) значения в эти пол, несмотря на то что значения NULL не позволительны в родительских ключах, если они имеют ограничение NOT NULL. Вы можете удалять (DELETE ) любые строки с внешними ключами не используя роди- тельские ключи вообще.

ВНЕШНИЕ КЛЮЧИ КОТОРЫЕ ССЫЛАЮТСЯ ОБРАТНО К ИХ ПОДЧИНЕННЫМ ТАБЛИЦАМ

Как было упомянуто ранее, ограничение FOREIGN KEY может представить им этой частной таблице, как таблицы родительского ключа. Далеко не бу- дучи простой, эта особенность может пригодиться. Предположим, что мы имеем таблицу Employees с полем manager(администратор). Это поле содер- жит номера каждого из служащих, некоторые из которых являются еще и ад- министраторами. Но так как каждый администратор - в то же врем остается служащим, то он естественно будут также представлен в этой таблице. Давайте создадим таблицу, где номер служащего ( столбец с именем empno ), объявляется как первичный ключ, а администратор, как внешний ключ, будет ссылаться на нее:

CREATE TABLE Employees 
   (empno   integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
    name    char(10) NOT NULL UNIOUE, 
    manager integer REFERENCES Employees);

( Так как внешний ключ это ссылаемый первичный ключ таблицы, список столбцов может быть исключен. ) Имеется содержание этой таблицы:

EMPNO          NAME           MANAGER
_____         ________        _______
 
1003          Terrence         2007
 
2007          Atali            NULL
 
1688          McKenna          1003
 
2002          Collier          2007

Как вы можете видеть, каждый из них( но не Atali ) , ссылается на другого служащего в таблице как на своего администратора. Atali, имеющий наивысший номер в таблице, должен иметь значение установленное в NULL. Это дает другой принцип справочной целостности. Внешний ключ, который ссылается обратно к частной таблице, должен позволять значения = NULL. Если это не так, как бы вы могли вставить первую строку ? Даже если эта первая строка ссылается к себе самой, значение родительского ключа должно уже быть установлено, когда вводится значение внешнего клю- ча. Этот принцип будет верен, даже если внешний ключ ссылается обратно к частной таблице не напрямую а с помощью ссылки к другой таблице, которая затем ссылается обратно к таблице внешнего ключа. Например, предположим, что наша таблица Продавцов имеет дополнительное поле которое ссылается на таблицу Заказчиков, так, что каждая таблица ссылается на другую, как показано в следующем операторе CREATE TABLE:

CREATE TABLE Salespeople 
 (snum  integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
  sname char(10) NOT NULL, 
  city  char(10), 
  comm  declmal, 
  cnum  integer REFERENCES Customers); 
 
   CREATE TABLE Customers 
(cnum   integer NOT NULL PRIMARY KEY, 
 cname  char(10) NOT NULL, 
 city     char(10), 
 rating  integer, 
 snum   integer REFERENCES Salespeople);

РЕЗЮМЕ

РАБОТА С SQL

1. Создайте таблицу с именем Cityorders. Она должна содержать такие же пол onum, amt, и snum что и таблица Порядков, и такие же пол cnum и city что и таблица Заказчиков, так что порядок каждого заказчика будет вводиться в эту таблицу вместе с его городом. Поле оnum будет первичным ключом Cityorders. Все пол в Cityorders должны иметь ограничения при сравнении с таблицами Заказчиков и Порядков. Допускается, что родительские ключи в этих таблицах уже имеют соответствующие ограничения.
2. Усложним проблему. Переопределите таблицу Порядков следующим образом: добавьте новый столбец с именем prev, который будет идентифицирован для каждого порядка, поле onum предыдущего порядка для этого текущего заказчика. Выполните это с использованием внешнего ключа ссылающегося на саму таблицу Порядков. Внешний ключ должен ссылаться также на поле cnum заказчика, обеспечивающего определенную предписанную связь между текущим порядком и ссылаемым.