主キー、候補キー、外部キー、スーパーキーなどのいろんなキーについて｜データベースの基礎

はじめに

この記事を書いている僕の８年間の職歴についてはプロフィールにまとめているので、

興味のある方はそちらを参照ください！！

釣りキチ翔平プロフィール

主キー、候補キー、スーパーキー、外部キーなどのいろいろなキーについて

関係(表)において、タプル(行)を一意に識別するための属性もしくは属性集合をキーといい、

キーには次のようなものがあります。

主キー(primary key)とは

主キーは関係(表)の中で一つだけ設定します。

一意制約(重複が認められない)と非ナル制約(NULLが認められない)を併せ持つもので、

候補キーの中から最もふさわしいものが選ばれます。

例えば、

商品を識別するために一意に振られるような商品番号とか、

社員を識別するために一意に振られるような社員番号などがあります。

候補キー(candidate key)とは

候補キーは関係(表)の中に複数存在することがあります。

主キーの候補となるキーが候補キーで、候補キーの条件は、

主キーとは異なり、NULLを許可する属性を持つ(もしくは含む)ものも許可します。

スーパーキー(super key)とは

関係(表)の中に、候補キーの数以上に存在し、

タプル(行)を一つに特定できるという条件(極小でなくていい)さえ満たせばスーパーキーになります。

具体的には、

候補キーに、様々な組み合わせで他の属性を付け足したものになります。

(関係(表)の、全ての属性もスーパーキーの一つになります。)

主キー、候補キー、スーパーキーの違いの例

次の表のような１人の社員に対して複数のタプル(行)を管理しているテーブルがあります。

この表では、

社員番号と連番、もしくは、社員番号と電話番号と住所の組み合わせで一意になります。

ただし、

電話番号や住所にはNULLを許容しており、逆に社員番号と連番にはNULLを許容していません。

この場合、主キー、候補キー、スーパーキーはそれぞれ以下のようになります。

◆主キー：{社員番号、連番}

◆候補キー：{社員番号、連番}

　　　　　　{社員番号、電話番号、住所}

※電話番号は別ユーザで同一電話番号を許可する前提(つまり候補キーとしない)で考えてください。例が悪くすみません。。。

◆スーパーキー：{社員番号、連番}

　　　　　　　　{社員番号、連番、氏名}

　　　　　　　　{社員番号、連番、氏名、性別}

　　　　　　　　・・・

　　　　　　　　{社員番号、連番、氏名、性別、電話番号、住所}

スーパーキーの中で、タプルを一意に識別できる極小の

{社員番号、連番}、{社員番号、電話番号、住所}が候補キーとなり、

さらに、

NULLを許可しない属性のみからなる候補キーの{社員番号、連番}が主キーになります。

また、主キー、候補キー、スーパーキーの関係を絵にすると、、

外部キー(foreign key)とは

他の関係(表)の主キー(または候補キー)を参照する項目を外部キーといいます。

例えば、

次の例のようにエンティティA、B間の関係が１対１の場合、

片方の主キーをもう片方に入れて外部キーとすることがあります。

関連が１対多の場合、関係A(１側)の主キーを関係B(多側)に入れて外部キーとします。

関係が多対多の場合、新たに関連エンティティを設けます。

これをエンティティCとおき、関係A、Bのそれぞれの主キーを関係Cに入れて外部キーとします。

まとめ

今回はデータベースのいろいろなキーについて確認しました。

特に候補キーと外部キーの多対多の関連を排除する部分は完璧にしておきましょう。

ちなみに、

データベーススペシャリストの午後の試験では、

候補キーを抽出する問題や、

エンティティの多対多の関連を排除したりといった問題は必ず出ます。

2022/03/21追記

現場で必要なデータベース周りの知識に関するまとめ記事を作ったので

是非そちらも参照ください！！

現場で必要なデータベースの基礎知識まとめ｜正規化、ACID特性、SQLチューニングなど