Реляционная модель: таблицы, ключи, связи

Реляционная модель: таблицы, ключи, связи

Чтобы грамотно читать и писать SQL-запросы, нужно понимать, как устроена реляционная база данных. В этом уроке разберём структуру таблиц, типы данных, ключи и связи между таблицами.

Таблица: основной элемент

Реляционная БД хранит данные в таблицах. Каждая таблица — это сетка из строк и столбцов.

Таблица users:
+----+----------+---------------------+---------------------+-----------+
| id | name     | email               | created_at          | is_active |
+----+----------+---------------------+---------------------+-----------+
|  1 | Анна     | anna@example.com    | 2024-01-15 10:00:00 | true      |
|  2 | Пётр     | petr@example.com    | 2024-01-20 14:30:00 | true      |
|  3 | Мария    | maria@example.com   | 2024-02-01 09:00:00 | false     |
+----+----------+---------------------+---------------------+-----------+

• Строка (row / record) — одна запись, один объект
• Столбец (column / field) — атрибут с определённым типом данных
• Схема таблицы — набор столбцов с типами и ограничениями

Типы данных

Каждый столбец хранит данные строго определённого типа.

Первичный ключ (Primary Key)

Первичный ключ (PK) — столбец или набор столбцов, который уникально идентифицирует каждую строку таблицы.

Свойства:

• Уникален — нет двух строк с одинаковым PK
• NOT NULL — всегда имеет значение
• Неизменяем — не меняется за время жизни записи

CREATE TABLE users (
  id SERIAL PRIMARY KEY,   -- автоинкремент: 1, 2, 3 ...
  name VARCHAR(100) NOT NULL,
  email VARCHAR(255) UNIQUE NOT NULL
);

Обычно PK — это SERIAL (автоинкремент) или UUID.

Внешний ключ (Foreign Key)

Внешний ключ (FK) — столбец, который ссылается на первичный ключ другой таблицы. Обеспечивает ссылочную целостность: нельзя создать заказ для несуществующего пользователя.

CREATE TABLE orders (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  user_id INT REFERENCES users(id),  -- FK → users.id
  status VARCHAR(20) NOT NULL,
  total DECIMAL(10,2),
  created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

Попытка вставить заказ с несуществующим user_id вызовет ошибку:

ERROR: insert or update on table "orders" violates foreign key constraint
DETAIL: Key (user_id)=(999) is not present in table "users".

Типы связей

Один ко многим (1:N) — самая распространённая

Один пользователь → много заказов. FK находится на стороне «многих».

users         orders
| id | name |  | id | user_id | total |
|----|------|  |----|---------|-------|
| 1  | Анна |←-| 1  | 1       | 5000  |
| 2  | Пётр |  | 2  | 1       | 1200  |
              ←-| 3  | 2       | 800   |

Один к одному (1:1)

Каждой записи в таблице A соответствует ровно одна в таблице B. Например, пользователь и его профиль.

CREATE TABLE user_profiles (
  user_id INT PRIMARY KEY REFERENCES users(id),
  avatar_url TEXT,
  bio TEXT
);

Многие ко многим (M:N)

Один заказ включает много товаров, и один товар может быть в многих заказах. Реализуется через промежуточную таблицу.

CREATE TABLE order_items (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  order_id INT REFERENCES orders(id),
  product_id INT REFERENCES products(id),
  quantity INT NOT NULL,
  price DECIMAL(10,2) NOT NULL
);

Ограничения (Constraints)

Ограничения — правила, которые база проверяет при каждом изменении данных.

NULL: отсутствие значения

NULL — это не пустая строка и не ноль. Это отсутствие значения. Любое сравнение с NULL через = возвращает NULL (не true и не false).

-- Неверно: никогда не сработает как ожидается
SELECT * FROM users WHERE phone = NULL;

-- Верно: используйте IS NULL / IS NOT NULL
SELECT * FROM users WHERE phone IS NULL;
SELECT * FROM users WHERE phone IS NOT NULL;

Учебная схема модуля

Все примеры в модуле используют эту схему интернет-магазина:

users       (id, name, email, created_at, is_active)
orders      (id, user_id→users, status, total, created_at)
products    (id, name, category, price, stock)
order_items (id, order_id→orders, product_id→products, quantity, price)

Итоги

• Таблица состоит из строк (записей) и столбцов (полей с типами)
• Primary Key — уникальный идентификатор строки, никогда не NULL
• Foreign Key — ссылка на PK другой таблицы, обеспечивает целостность
• Связи: 1:1, 1:N (самая частая), M:N (через промежуточную таблицу)
• Constraints — правила данных: NOT NULL, UNIQUE, CHECK, DEFAULT
• NULL — отсутствие значения; проверяйте через IS NULL, не через = NULL