在 PostgreSQL 中，约束（Constraints）是用于限制进入数据库表中数据的规则。它们确保数据的准确性和可靠性，通过定义规则来防止无效数据的插入或更新。PostgreSQL 支持多种类型的约束，每种约束都有特定的用途和语法。以下是主要的约束类型及其简要说明：

1. PRIMARY KEY（主键约束）：

   • 确保表中每一行的唯一标识。
   • 主键列的值必须唯一且不能为空（NOT NULL）。
   • 一个表只能有一个主键，但主键可以包含多个列（复合主键）。

   CREATE TABLE students (
       student_id SERIAL PRIMARY KEY,
       name VARCHAR(100) NOT NULL
   );
   

2. FOREIGN KEY（外键约束）：

   • 确保在一个表中的值在另一个表的主键或唯一键中存在。
   • 用于维护表之间的参照完整性。

   CREATE TABLE enrollments (
       enrollment_id SERIAL PRIMARY KEY,
       student_id INT,
       course_id INT,
       FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id),
       FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id)
   );
   

3. UNIQUE（唯一约束）：

   • 确保列中的所有值都是唯一的。
   • 允许空值（NULL），但多个空值不违反唯一性。

   CREATE TABLE students (
       student_id SERIAL PRIMARY KEY,
       email VARCHAR(100) UNIQUE
   );
   

4. CHECK（检查约束）：

   • 确保列中的值满足指定的条件。
   • 可以在列级别或表级别定义。

   CREATE TABLE students (
       student_id SERIAL PRIMARY KEY,
       age INT CHECK (age >= 0 AND age <= 120)
   );
   

5. NOT NULL（非空约束）：

   • 确保列中的值不能为空。
   • 可以在列定义时直接指定。

   CREATE TABLE students (
       student_id SERIAL PRIMARY KEY,
       name VARCHAR(100) NOT NULL
   );
   

6. EXCLUDE（排除约束）：

   • 确保使用指定的运算符（如等于、不等于、小于、大于等）的列组合中的值不会冲突。
   • 通常用于确保地理数据（如经纬度）不会重叠。

   CREATE TABLE circles (
       circle_id SERIAL PRIMARY KEY,
       center POINT,
       radius DOUBLE PRECISION,
       EXCLUDE USING GIST (circle_with_radius WITH =, circle_with_center WITH &&)
   ) WHERE (radius > 0);
   

   在上面的例子中，circle_with_radius 和 circle_with_center 是使用表达式索引定义的虚拟列，用于确保没有两个圆重叠。

7. DEFAULT（默认值约束）：

   • 为列指定默认值，当插入数据时没有为该列提供值时，将使用默认值。

   CREATE TABLE students (
       student_id SERIAL PRIMARY KEY,
       enrollment_date DATE DEFAULT CURRENT_DATE
   );
   

通过合理地使用这些约束，可以确保数据库中的数据保持一致性、准确性和完整性。在定义表结构时，应该根据业务需求选择适当的约束来限制数据输入。