MySQL中超键、主键及候选键的区别是什么

在关系型数据库中，键（Key）是用于唯一标识表中记录的重要概念。MySQL 作为最流行的关系型数据库之一，支持多种类型的键，包括超键（Super Key）、主键（Primary Key）和候选键（Candidate Key）。这些键在数据库设计和数据管理中起着至关重要的作用。本文将详细探讨超键、主键和候选键的定义、区别以及它们在 MySQL 中的应用。

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1. 键的基本概念

在关系型数据库中，键是用于唯一标识表中某一行（记录）的属性或属性组合。键的主要作用是确保数据的唯一性和完整性，同时为数据检索和关联提供支持。

根据唯一性和最小性的不同，键可以分为以下几种类型： - 超键（Super Key） - 候选键（Candidate Key） - 主键（Primary Key） - 外键（Foreign Key）

本文将重点讨论超键、主键和候选键的区别。

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2. 超键（Super Key）

2.1 定义

超键是指能够唯一标识表中每一行记录的属性或属性组合。超键的唯一性是其核心特征，但它并不要求最小性。也就是说，超键可能包含多余的属性。

2.2 示例

假设有一个学生表 students，包含以下字段： - student_id（学号） - name（姓名） - email（邮箱） - phone（电话）

在这个表中，以下属性组合都可以作为超键： - student_id - student_id + name - email - email + phone

这些组合都能唯一标识表中的每一行记录，但它们并不一定是最小的。

2.3 特点

• 唯一性：超键能够唯一标识每一行记录。
• 非最小性：超键可能包含多余的属性。

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3. 候选键（Candidate Key）

3.1 定义

候选键是从超键中筛选出的最小超键。它满足以下两个条件： 1. 唯一性：能够唯一标识每一行记录。 2. 最小性：不包含多余的属性，即无法通过删除任何属性来保持唯一性。

3.2 示例

继续以 students 表为例： - student_id 是一个候选键，因为它能够唯一标识每一行记录，且不包含多余的属性。 - email 也是一个候选键，因为它同样满足唯一性和最小性。

而 student_id + name 不是候选键，因为它包含了多余的属性 name。

3.3 特点

• 唯一性：候选键能够唯一标识每一行记录。
• 最小性：候选键不包含多余的属性。
• 一个表可以有多个候选键。

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4. 主键（Primary Key）

4.1 定义

主键是从候选键中选择的一个键，用于唯一标识表中的每一行记录。主键是数据库设计中的核心概念，具有以下特点： 1. 唯一性：主键值必须唯一，不能重复。 2. 非空性：主键值不能为 NULL。 3. 最小性：主键不包含多余的属性。

4.2 示例

在 students 表中，可以选择 student_id 作为主键：

CREATE TABLE students (
    student_id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    email VARCHAR(100),
    phone VARCHAR(15)
);

4.3 特点

• 唯一性：主键值必须唯一。
• 非空性：主键值不能为 NULL。
• 最小性：主键不包含多余的属性。
• 一个表只能有一个主键。

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5. 超键、候选键和主键的区别

5.1 唯一性

• 超键、候选键和主键都具有唯一性，能够唯一标识表中的每一行记录。

5.2 最小性

• 超键不要求最小性，可能包含多余的属性。
• 候选键和主键要求最小性，不包含多余的属性。

5.3 数量

• 一个表可以有多个超键和多个候选键。
• 一个表只能有一个主键。

5.4 空值

• 超键和候选键的值可以为 NULL（除非显式定义为非空）。
• 主键的值不能为 NULL。

5.5 用途

• 超键主要用于理论分析，实际应用中较少使用。
• 候选键是主键的候选者，用于选择主键。
• 主键是数据库设计的核心，用于唯一标识记录和建立表之间的关系。

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6. 实际应用中的选择

在实际数据库设计中，选择合适的主键非常重要。以下是一些常见的选择原则： 1. 简单性：优先选择单列主键，例如自增的 id 字段。 2. 稳定性：选择不会频繁变化的字段作为主键。 3. 唯一性：确保主键值在表中唯一。 4. 非空性：主键值不能为 NULL。

例如，在 students 表中，student_id 是一个理想的主键选择，因为它简单、稳定且唯一。

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7. 总结

• 超键：能够唯一标识记录，但不要求最小性。
• 候选键：能够唯一标识记录，且满足最小性。
• 主键：从候选键中选择的一个键，用于唯一标识记录，且不能为 NULL。

理解超键、候选键和主键的区别，有助于设计高效、规范的数据库结构。在实际应用中，选择合适的主键是确保数据完整性和查询性能的关键。

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通过本文的讲解，希望读者能够清晰地理解 MySQL 中超键、候选键和主键的区别，并在实际数据库设计中灵活运用这些概念。