数据库之超键、候选键、主键、主属性、外键

封面图 • 2025-09-22 • 其他数据库

在数据库系统中，**超键（Super Key）**、**候选键（Candidate Key）**、**主键（Primary Key）**、**主属性（Prime Attribute）** 和 **外键（Foreign Key）** 是关系型数据库设计中的重要概念。下面我将逐一解释这些术语的含义及其相互关系。

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## 1. 超键（Super Key）

### 定义：
一个**超键**是能够唯一标识关系中每一个元组（即每一行记录）的**一个或多个属性**的集合。

### 举例：
假设有一个学生表 `Student`，包含以下属性：

- 学号（Sno）
- 姓名（Sname）
- 年龄（Age）
- 班级（Class）

在这个表中，以下都是**超键**：

- {Sno}（学号）
- {Sno, Sname}
- {Sno, Age}
- {Sno, Sname, Age}

因为它们都能唯一标识一条记录。

> ⚠️ 注意：**超键不一定是最小的**，也就是说它可能包含不必要的属性。

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## 2. 候选键（Candidate Key）

### 定义：
一个**候选键**是**最小的超键**，即**不包含多余属性的超键**。

换句话说，候选键是一个**能唯一标识元组**，且**不能从中删除任何属性而不失去唯一性**的属性集合。

### 举例：
在上面的 `Student` 表中：

- {Sno} 是候选键（因为它是超键，并且无法再减少属性）
- {Sname} 不是候选键（因为可能有重名的学生）
- {Sno, Sname} 不是候选键（因为已经存在更小的超键 {Sno}）

所以，候选键只能是那些**最简的**、能唯一标识元组的属性集合。

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## 3. 主键（Primary Key）

### 定义：
从候选键中选择一个作为**主键**，用于唯一标识关系中的每个元组。

### 特点：
- 每个关系只能有一个主键
- 主键不能为 NULL
- 主键必须唯一

### 举例：
在 `Student` 表中，我们选择 `{Sno}` 作为主键。

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## 4. 主属性（Prime Attribute）

### 定义：
**主属性**是指属于任何一个**候选键**的属性。

换句话说，只要某个属性出现在至少一个候选键中，它就是主属性。

### 举例：
在 `Student` 表中，如果候选键是 `{Sno}`，那么：

- `Sno` 是主属性
- `Sname`、`Age`、`Class` 不是主属性（除非它们也出现在某个候选键中）

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## 5. 外键（Foreign Key）

### 定义：
**外键**是另一个关系（表）中的**主键**或**候选键**，用来建立两个表之间的关联。

### 作用：
- 维护数据的一致性和完整性（参照完整性）
- 实现表与表之间的连接（如一对一、一对多等关系）

### 举例：
假设有两个表：

- `Student` 表（主键：Sno）
- `Enroll` 表（包含字段：Sno, CourseNo）

其中 `Enroll.Sno` 就是外键，引用了 `Student.Sno`。

> ⚠️ 注意：外键的值必须存在于被引用表的主键或候选键中，否则违反参照完整性。

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## 总结对比表格

| 名称         | 定义                                                                 | 是否唯一 | 是否允许 NULL | 是否可以有多个 |
|--------------|----------------------------------------------------------------------|----------|---------------|----------------|
| 超键         | 能唯一标识元组的属性集合                                             | 是       | 否            | 可以有多个     |
| 候选键       | 最小的超键（没有多余属性）                                           | 是       | 否            | 可以有多个     |
| 主键         | 从候选键中选定的一个，用于唯一标识元组                               | 是       | 否            | 只能一个       |
| 主属性       | 属于任意一个候选键的属性                                             | -        | -             | -              |
| 外键         | 引用另一个表的主键或候选键，用于建立表间联系                         | -        | 是（可选）    | -              |

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如果你有具体的例子或应用场景，我可以进一步帮你分析。

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