SQL中具有总参与约束的多对多关系的实现

Question

我应该如何在 SQL 中实现以下实体关系图中描述的场景？

如图所示，每个A实体类型出现都必须与至少一个 B对应项（由双连接线表示）相关，反之亦然。我知道我应该创建以下三个表：

    CREATE TABLE A
    (
        a INT NOT NULL,
        CONSTRAINT A_PK PRIMARY KEY (a)
    );

    CREATE TABLE B
    (
        b INT NOT NULL,
        CONSTRAINT B_PK PRIMARY KEY (b)
    );

    CREATE TABLE R
    (
        a INT NOT NULL,
        b INT NOT NULL,
        CONSTRAINT R_PK      PRIMARY KEY (a, b),
        CONSTRAINT R_to_A_FK FOREIGN KEY (a)
            REFERENCES A (a),
        CONSTRAINT R_to_B_FK FOREIGN KEY (b)
            REFERENCES B (b)
    );

但是，如何实现总参与约束（即，强制执行其中之一的每个实例A或至少B涉及与另一个关系的发生）？

Answer 1

在 SQL 中做到这一点并不容易，但并非不可能。如果您希望仅通过 DDL 强制执行此操作，则 DBMS 必须实施DEFERRABLE约束。这可以完成（并且可以检查在 Postgres 中工作，已经实现了它们）：

-- lets create first the 2 tables, A and B:
CREATE TABLE a 
( aid INT NOT NULL,
  bid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT a_pk PRIMARY KEY (aid) 
 );

CREATE TABLE b 
( bid INT NOT NULL,
  aid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT b_pk PRIMARY KEY (bid) 
 );

-- then table R:
CREATE TABLE r 
( aid INT NOT NULL,
  bid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT r_pk PRIMARY KEY (aid, bid),
  CONSTRAINT a_r_fk FOREIGN KEY (aid) REFERENCES a,  
  CONSTRAINT b_r_fk FOREIGN KEY (bid) REFERENCES b
 );

到这里是“正常”的设计，其中每一个A可以与零，一个或多个B，每个B可与零，一个或多个A。

“总参与”限制需要相反顺序的约束（分别来自A和B，引用R）。有FOREIGN KEY相反的方向约束（从X到Y和从Y到X）正在形成一个圆圈（一个“鸡和蛋”的问题），以及为什么我们需要他们的一个最起码要的DEFERRABLE。在这种情况下，我们有两个圆（A -> R -> A和B -> R -> B，所以我们需要两个延迟约束：

-- then we add the 2 constraints that enforce the "total participation":
ALTER TABLE a
  ADD CONSTRAINT r_a_fk FOREIGN KEY (aid, bid) REFERENCES r 
    DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED ;

ALTER TABLE b
  ADD CONSTRAINT r_b_fk FOREIGN KEY (aid, bid) REFERENCES r 
    DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED ;

然后我们可以测试我们可以插入数据。请注意，INITIALLY DEFERRED不需要。我们可以将约束定义为，DEFERRABLE INITIALLY IMMEDIATE但是我们必须SET CONSTRAINTS在事务期间使用该语句来推迟它们。但是，在每种情况下，我们都需要在单个事务中插入表中：

-- insert data 
BEGIN TRANSACTION ;
    INSERT INTO a (aid, bid)
    VALUES
      (1, 1),    (2, 5),
      (3, 7),    (4, 1) ;

    INSERT INTO b (aid, bid)
    VALUES
      (1, 1),    (1, 2),
      (2, 3),    (2, 4),
      (2, 5),    (3, 6),
      (3, 7) ;

    INSERT INTO r (aid, bid)
    VALUES
      (1, 1),    (1, 2),
      (2, 3),    (2, 4),
      (2, 5),    (3, 6),
      (3, 7),    (4, 1),
      (4, 2),    (4, 7) ; 
 END ;

在SQLfiddle测试。

如果 DBMS 没有DEFERRABLE约束，一种解决方法是将A (bid)和B (aid)列定义为NULL。然后，INSERT过程/语句必须首先插入A和B（分别在bid和 中放入空值aid），然后插入R并更新上面的空值到来自 的相关非空值R。

使用这种方法，DBMS 不会单独通过 DDL 强制执行要求，而是必须考虑并相应地调整每个INSERT（和UPDATE和DELETE和MERGE）过程，并且必须限制用户仅使用它们并且不能直接对表进行写访问。

FOREIGN KEY许多最佳实践并不认为在约束中使用圆圈，并且出于充分的理由，复杂性就是其中之一。例如，使用第二种方法（使用可空列），更新和删除行仍然需要使用额外的代码来完成，具体取决于 DBMS。以SQL Server为例，你不能只放，ON DELETE CASCADE因为当有FK圈时不允许级联更新和删除。

另请阅读此相关问题的答案：
如何与特权儿童建立一对多关系？

另一种第三种方法（请参阅我在上述问题中的回答）是完全删除圆形 FK。因此，保持代码的第一部分（附表A，B，R和外键只有来自R A和B）几乎完好无损（实际上简化了它），我们添加另一个表A以“必须有一个”相关项目的存储B。因此，该A (bid)列移动到A_one (bid)B 到 A 的反向关系也是如此：

CREATE TABLE a 
( aid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT a_pk PRIMARY KEY (aid) 
 );

CREATE TABLE b 
( bid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT b_pk PRIMARY KEY (bid) 
 );

-- then table R:
CREATE TABLE r 
( aid INT NOT NULL,
  bid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT r_pk PRIMARY KEY (aid, bid),
  CONSTRAINT a_r_fk FOREIGN KEY (aid) REFERENCES a,  
  CONSTRAINT b_r_fk FOREIGN KEY (bid) REFERENCES b
 );

CREATE TABLE a_one 
( aid INT NOT NULL,
  bid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT a_one_pk PRIMARY KEY (aid),
  CONSTRAINT r_a_fk FOREIGN KEY (aid, bid) REFERENCES r
 );

CREATE TABLE b_one
( bid INT NOT NULL,
  aid INT NOT NULL,
  CONSTRAINT b_one_pk PRIMARY KEY (bid),
  CONSTRAINT r_b_fk FOREIGN KEY (aid, bid) REFERENCES r
 );

第一种和第二种方法的区别在于没有循环 FK，因此级联更新和删除将正常工作。“完全参与”的实施不是 DDL 单独执行的，如第二种方法，必须通过适当的程序 ( INSERT/UPDATE/DELETE/MERGE)来完成。与第二种方法的一个细微差别是所有列都可以定义为不可为空。

另一种第四种方法（参见@Aaron Bertrand在上述问题中的回答）是使用过滤/部分唯一索引，如果它们在您的 DBMS 中可用（R对于这种情况，您需要其中两个，在表中）。这与第 3 种方法非常相似，只是您不需要 2 个额外的表。“总参与”约束仍需通过代码应用。

Answer 2

你不能直接。对于初学者来说，如果没有 B 已存在，您将无法插入 A 记录，但如果没有 A 记录，则无法创建 B 记录。有多种方法可以使用触发器之类的东西来强制执行它 - 您必须检查每次插入和删除时，AB 链接表中至少保留一个相应的记录。