SQL 数据定义：类型、约束与 DDL

一句话定义

DDL（Data Definition Language）是定义数据库结构的 SQL 子语言：建库建表（CREATE）、改结构（ALTER）、删对象（DROP），其核心是选对数据类型并用约束把业务规则固化进模式。

为什么重要

类型与约束是「免费的正确性」：NOT NULL、UNIQUE、外键在数据库层兜底，比应用层校验更难被绕过。
类型选错是长期成本：金额用浮点、时间用字符串、状态用无约束文本，都会在数月后变成数据治理灾难。
DDL 是模式演化的载体：加列、改类型、建索引的语义与代价差异（是否锁表、是否重建）直接决定上线风险。

前置知识

kp-002（关系、候选键、域的概念）。

核心概念

数据类型三族：数值（INTEGER/BIGINT/DECIMAL）、字符（VARCHAR/CHAR/TEXT）、时间（DATE/TIMESTAMP/TIMESTAMPTZ）。
主键约束（PRIMARY KEY）：唯一 + 非空，每表一个；唯一约束（UNIQUE）：允许 NULL（视方言而定）。
非空约束（NOT NULL）、检查约束（CHECK）、默认值（DEFAULT）。
外键约束（FOREIGN KEY）与参照动作：ON DELETE RESTRICT / CASCADE / SET NULL。
标识列：MySQL AUTO_INCREMENT、PostgreSQL GENERATED ... AS IDENTITY。

原理与机制

约束在写入路径上被强制执行：唯一约束靠唯一索引实现，插入时索引查重失败即报错；外键在子表写入时查父表、在父表删除时按参照动作处理子行（CASCADE 级联删除、RESTRICT 拒绝、SET NULL 置空），每步都是额外 IO，这也是高并发场景评估外键取舍的依据。类型决定存储与比较语义：DECIMAL 按十进制精确存储，适合金额；FLOAT/DOUBLE 是二进制浮点，0.1 + 0.2 ≠ 0.3；TIMESTAMP 建议存储 UTC 并由会话时区渲染，避免跨时区歧义。ALTER 的代价取决于「元数据变更还是数据重写」：PostgreSQL 多数加列（带常量默认值）是瞬时元数据操作，而改列类型通常重写全表。

实例或案例

建一张规范订单表：

CREATE TABLE orders (
  order_id    BIGINT GENERATED ALWAYS AS IDENTITY PRIMARY KEY,
  user_id     BIGINT NOT NULL,
  amount      DECIMAL(12,2) NOT NULL CHECK (amount >= 0),
  status      VARCHAR(16) NOT NULL DEFAULT 'created',
  created_at  TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(),
  CONSTRAINT fk_orders_user FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id),
  CONSTRAINT uq_orders_user_created UNIQUE (user_id, created_at)
);

它体现了四个习惯：金额用 DECIMAL、状态有默认值、时间带时区、业务唯一性用复合唯一约束表达。

常见误区

用 FLOAT 存金额：二进制浮点有舍入误差，对账必然出错，须用 DECIMAL 或以最小货币单位的整数存储。
滥用可空列：列默认可空导致查询到处写 IS NULL 分支；应逐列判断「缺失」是否是合法状态。
在外键上无脑 CASCADE：级联删除可能在一次误删中清空多张表，生产环境慎用。

自测题

唯一约束和主键约束的区别是什么？答：主键隐含 NOT NULL 且每表只能一个；唯一约束允许多个，且多数数据库允许其中出现 NULL（语义按方言确认）。
为什么外键约束会影响写入吞吐？答：每次子表写入都要到父表校验引用存在性（额外索引查找），父表删除还要按参照动作处理子行，都会增加锁与 IO。

公式或模型

本节不适用：本知识点是语法与工程规则，无定量公式。

图示

本节不适用：约束作用点用上文建表示例已可直接对照，画图收益低。

直观类比

模式像合同条款，约束就是违约条款：类型定死「只能写什么」，CHECK 定「数值范围」，外键定「引用必须真实存在」；违约当场拒绝，而不是等审计时才发现。

与其他知识点的关系

kp-004、kp-005 在这些表上展开查询；kp-006 把「该建哪些约束」上升为建模方法；kp-011 说明唯一约束与索引共享存储结构。

前置知识点

相关知识点