PostgreSQL 支持哪些约束（constraints）？

Question

Accepted Answer

PostgreSQL 通过 **约束（constraints）** 来强制数据完整性 — 这些是对表数据的规则。除了标准约束（`PRIMARY KEY`、`FOREIGN KEY`、`UNIQUE`、`NOT NULL`、`CHECK`、`DEFAULT`）之外，Postgres 还添加了强大的选项，如 **EXCLUDE** 约束和灵活的 `CHECK` 表达式。

## 标准约束

```sql
CREATE TABLE bookings (
  id SERIAL PRIMARY KEY,                                -- unique identifier
  room_id INT NOT NULL REFERENCES rooms(id),            -- foreign key (referential integrity)
  email VARCHAR(255) UNIQUE NOT NULL,                    -- unique + required
  guests INT CHECK (guests > 0 AND guests <= 10),       -- value constraint
  status TEXT DEFAULT 'pending'                          -- default value
);
```

```text
PRIMARY KEY  → unique row identifier
FOREIGN KEY  → references another table (referential integrity, with ON DELETE options)
UNIQUE       → no duplicate values
NOT NULL     → must have a value
CHECK        → value must satisfy a condition
DEFAULT      → default value when not provided
```

## CHECK 约束 — 强制执行域规则

```sql
CHECK (price > 0)
CHECK (end_date > start_date)               -- logical consistency between columns
CHECK (status IN ('active', 'inactive', 'pending'))
CHECK (email ~ '^[^@]+@[^@]+\.[^@]+$')        -- regex validation
```

Postgres `CHECK` 约束可以强制执行丰富的业务规则，包括跨列条件和正则表达式模式。

## EXCLUDE 约束 — 一个强大的 Postgres 功能

```sql
-- prevent OVERLAPPING bookings for the same room (impossible with UNIQUE alone!)
CREATE TABLE bookings (
  room_id INT,
  during TSRANGE,                            -- a time range
  EXCLUDE USING GIST (room_id WITH =, during WITH &&)   -- no two rows where room_id is
);                                                       -- equal AND time ranges OVERLAP
```

**EXCLUDE** 约束（一个 Postgres 特有的功能）通过自定义操作符防止冲突的行 — 最著名的是防止 **重叠时间范围**（重复预订），这是 `UNIQUE` 约束无法做到的。

## 可延迟约束

```sql
-- check constraints at COMMIT instead of immediately (useful for circular references)
FOREIGN KEY (...) REFERENCES ... DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED
```

## 为什么这很重要

约束对 **数据完整性** 至关重要 — 它们在数据库级别强制执行数据规则（最后的防线，始终强制执行，不受应用程序代码影响），因此理解 PostgreSQL 的约束支持对设计健壮的数据库很重要。

了解标准约束（`PRIMARY KEY`、带有引用完整性的 `FOREIGN KEY`、`UNIQUE`、`NOT NULL`、`CHECK`、`DEFAULT`）以及每个约束强制执行的内容，对于架构设计是基础性的，提供数据库级别的保证（唯一性、有效引用、必需值、有效数据），这些保证可以防止应用程序代码单独无法防止的 bug、竞态条件和数据不一致。

Postgres 的 **`CHECK`** 约束特别强大，可以强制执行丰富的业务规则，包括跨列条件（逻辑一致性，如 `end_date > start_date`）甚至正则表达式模式 — 让你直接在架构中编码域规则。

特别有价值的是 Postgres 特有的 **`EXCLUDE`** 约束，它通过自定义操作符防止冲突的行 — 最著名的是 **防止重叠时间范围**（房间/资源的重复预订），这是标准 `UNIQUE` 约束 *无法* 提供的强大功能，它可以优雅地在数据库级别解决常见的现实问题（日程安排、预订）。

理解约束 — 用于完整性的标准约束、Postgres 的灵活 CHECK 表达式以及用于冲突防止的强大 EXCLUDE — 对于设计自动强制执行正确性的数据库很重要。

由于数据完整性至关重要，约束提供了应用程序代码无法保证的保障，而且由于 Postgres 提供了强大的选项（丰富的 CHECK、用于重叠的 EXCLUDE）超越基础功能，理解 PostgreSQL 的约束支持是构建健壮数据库的有价值的、实际相关的知识，特别是 EXCLUDE 约束是一个独特的、有用的 Postgres 功能，值得为日程安排/预订系统了解。