8.4 非空约束(NOT NULL)必须填写

      在创建表时，我们经常需要明确规定某些字段是必须填写的，不能为空。例如，用户注册时用户名不能为空、订单金额不能为空、商品名称不能为空。这时就需要使用非空约束（NOT NULL），它强制指定列的值不能为 NULL（未知或缺失）。

一、非空约束的作用

非空约束 非常简单直接：它要求该列在插入或更新记录时必须提供一个非 NULL 的值。如果试图将 NULL 插入到有 NOT NULL 约束的列中，数据库会拒绝操作并报错。

为什么需要非空约束？

1. 保证数据完整性：确保关键字段都有值，避免出现“空记录”。

2. 业务逻辑强制：例如，用户名、订单金额等字段在业务上必须存在，不应缺失。

3. 避免程序错误：应用程序假设某些字段有值，如果数据库中出现 NULL 可能导致程序异常或计算错误。

4. 便于查询和分析：NULL 的处理需要特殊语法（IS NULL），尽量避免过多的 NULL 可以简化查询逻辑。

二、非空约束的创建与使用

1. 在建表时指定 NOT NULL

直接在列定义后面添加 NOT NULL 关键字：

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,    -- 用户名不能为空
    email VARCHAR(100) NOT NULL,      -- 邮箱不能为空
    age TINYINT NULL                  -- 年龄可以为空（如果不写 NULL，默认也是允许 NULL）
);

注意：如果不显式指定 NOT NULL，默认是允许 NULL 的（即 NULL 约束）。

2. 组合使用 NOT NULL 与 DEFAULT

NOT NULL 常与 DEFAULT 配合使用，为列指定一个默认值，这样即使插入时未提供值，也会自动填充默认值，从而避免违反非空约束。

CREATE TABLE products (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(200) NOT NULL,
    price DECIMAL(10,2) NOT NULL DEFAULT 0.00,  -- 默认价格为0，且不能为空
    stock INT NOT NULL DEFAULT 0
);

3. 修改表添加 NOT NULL 约束

如果表已经存在，可以使用 ALTER TABLE 添加非空约束。但必须确保现有数据中该列没有 NULL 值，否则操作会失败。

-- 假设已有表 users，现在要将 phone 列设为 NOT NULL
-- 第一步：先检查是否有 NULL 值
SELECT * FROM users WHERE phone IS NULL;

-- 如果有 NULL，需要先处理（更新为默认值或删除这些记录）
UPDATE users SET phone = '' WHERE phone IS NULL;  -- 或设为默认值

-- 第二步：修改列，添加 NOT NULL
ALTER TABLE users MODIFY phone VARCHAR(20) NOT NULL;

4. 删除 NOT NULL 约束

如果需要取消非空约束，允许列为空，可以使用 ALTER TABLE ... MODIFY 去掉 NOT NULL：

ALTER TABLE users MODIFY phone VARCHAR(20) NULL;

或直接不指定 NOT NULL（默认就是允许 NULL）：

ALTER TABLE users MODIFY phone VARCHAR(20);  -- 等价于允许 NULL

三、NULL 与空字符串的区别

初学者容易混淆 NULL 和 空字符串（''）。它们在数据库中是两个完全不同的概念：

• NULL 不能参与常规的比较运算（如 =, <>），必须用 IS NULL 判断。

• 空字符串是一个普通的值，可以用 = 比较，也会占用存储空间（虽然很小）。

非空约束只禁止 NULL，不禁止空字符串。所以如果业务上要求“手机号不能为空”，但允许空字符串作为占位符，那么 NOT NULL 约束仍然有效，因为空字符串不是 NULL。

四、非空约束的注意事项

1. 默认值的影响：如果一个列既有 NOT NULL 又有 DEFAULT，插入时若未指定该列，则使用默认值填充，不会违反约束。如果没有 DEFAULT，则必须显式提供值。

2. 与主键的关系：主键列自动具有 NOT NULL 和 UNIQUE 属性，无需重复指定。

3. 修改已有列时的风险：向已有表添加 NOT NULL 约束前，必须确保现有数据没有 NULL，否则修改会失败。务必先检查和清理数据。

4. 存储引擎差异：NOT NULL 是 SQL 标准，所有存储引擎都支持。

5. 性能影响：NOT NULL 本身对性能几乎没有影响，但它可以让索引更高效（因为索引不需要存储 NULL 值）。

五、最佳实践建议

1. 在业务上必须存在的字段都加上 NOT NULL，例如：用户名、邮箱、创建时间、状态等。

2. 合理使用 DEFAULT：对于有明确默认值的字段，如 create_time 默认当前时间、status 默认 1，可以简化插入操作。

3. 避免不必要的 NULL：过多的 NULL 会让查询复杂化，也占用存储空间（虽然 MySQL 中 NULL 的存储开销很小，但逻辑上复杂）。能用空字符串或 0 代替的，尽量使用这些默认值。

4. 设计时考虑：在设计表结构时，就明确每个字段是否允许为空，而不是事后匆忙添加约束。

六、实战练习

场景：设计一个“文章表” articles

要求：

• 文章标题不能为空。

• 文章内容不能为空。

• 作者 ID 不能为空（外键）。

• 发布时间默认当前时间，且不能为空。

• 阅读量默认为 0，可以为空（但建议非空，这里练习用 NULL）。

• 状态默认为“草稿”，不能为空。

请写出建表语句，并尝试插入几条数据测试。

参考答案：

CREATE TABLE articles (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    title VARCHAR(200) NOT NULL,
    content TEXT NOT NULL,
    author_id INT NOT NULL,
    publish_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    views INT DEFAULT 0,                    -- 允许 NULL，但设置了默认值后插入时可省略
    status ENUM('draft', 'published', 'archived') NOT NULL DEFAULT 'draft'
);

-- 正常插入
INSERT INTO articles (title, content, author_id) 
VALUES ('MySQL 教程', '这是一篇关于 MySQL 的文章...', 1);

-- 尝试插入 NULL 标题（应失败）
INSERT INTO articles (title, content, author_id) VALUES (NULL, '内容', 1);
-- 错误：Column 'title' cannot be null

-- 尝试省略必填字段（应失败）
INSERT INTO articles (content, author_id) VALUES ('内容', 1);
-- 错误：Field 'title' doesn't have a default value

-- 插入默认值演示
INSERT INTO articles (title, content, author_id, status) 
VALUES ('高级 SQL', '内容...', 2, DEFAULT);  -- status 使用默认值 'draft'

挑战题

假设你有一个 employees 表，包含 name、email、phone 三列。现在需要将 email 改为 NOT NULL，但表中可能已经存在 email 为 NULL 的记录。请写出操作步骤。

步骤：

1. 查询是否有 NULL：SELECT * FROM employees WHERE email IS NULL;

2. 处理 NULL 值：将 NULL 更新为默认值，例如 UPDATE employees SET email = '' WHERE email IS NULL; 或设置一个占位符。

3. 修改列：ALTER TABLE employees MODIFY email VARCHAR(100) NOT NULL;

七、非空约束要点总结

非空约束是数据库设计中最基础也最重要的约束之一。它帮助我们确保关键数据不会缺失，为后续的数据处理打下坚实基础。