SQLのデータ制約を完全ガイド！初心者でもわかるデータの整合性管理
新人
「データベースのテーブル設計をするときに、どんなルールを決めればいいんですか？」
先輩
「良い質問だね！データベースにはデータ制約（制約条件）という仕組みがあって、データの整合性を守るために使うんだ。」
新人
「データ制約って何ですか？ どんなメリットがあるんでしょう？」
先輩
「データ制約を使うことで、不正なデータの入力を防ぎ、データの一貫性を保つことができるんだよ。具体的な種類と使い方を見ていこう！」
1. データ制約とは？
データ制約（Constraint）とは、テーブルに保存されるデータに対して一定のルールを設ける仕組みのことです。
これにより、データの整合性を維持し、不正なデータの登録を防ぐことができます。
データ制約を使うメリット
- データの一貫性を保つ - 例えば、NULL値を防ぐことで、重要なデータが抜け落ちるのを防げる
- データの品質を向上 - 重複データを防ぎ、正確なデータを保持できる
- アプリケーションの負担を減らす - データベース側でルールを設定することで、アプリケーション側でのエラーチェックを減らせる
主なデータ制約の種類
データ制約には以下のような種類があります。
- NOT NULL - NULL値を許可しない
- UNIQUE - 重複する値を許可しない
- PRIMARY KEY - 一意の識別子（主キー）
- FOREIGN KEY - 他のテーブルのデータと関連付ける
- CHECK - 特定の条件を満たす値のみ許可
- DEFAULT - デフォルト値を設定
まずは、基本的なNOT NULLとUNIQUE制約の使い方を解説します。
2. NOT NULL制約の使い方
NOT NULL制約を指定すると、そのカラムにはNULL（空の値）を入れることができなくなります。
例えば、社員の名前（name）が空欄になるのを防ぐために、NOT NULLを設定することができます。
1. NOT NULL制約を設定したテーブルの作成
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
age INT
);
2. NOT NULL制約の動作確認
次のSQLを実行すると、nameがNULLのためエラーになります。
INSERT INTO employees (employee_id, name, age)
VALUES (1, NULL, 30);
エラーメッセージ: Column 'name' cannot be null
このように、NOT NULLを設定すると、必須のデータが抜け落ちることを防ぐことができます。
3. UNIQUE制約の使い方
UNIQUE制約を設定すると、そのカラムには重複する値を入れることができなくなります。
例えば、社員のメールアドレスは一意でなければならないため、UNIQUEを設定できます。
1. UNIQUE制約を設定したテーブルの作成
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
email VARCHAR(255) UNIQUE
);
2. UNIQUE制約の動作確認
次のように、同じメールアドレスを2回登録しようとするとエラーになります。
INSERT INTO employees (employee_id, name, email)
VALUES (1, '田中 太郎', 'tanaka@example.com');
INSERT INTO employees (employee_id, name, email)
VALUES (2, '佐藤 花子', 'tanaka@example.com'); -- エラー発生
エラーメッセージ: Duplicate entry 'tanaka@example.com' for key 'employees.email'
3. 複数のカラムを組み合わせたUNIQUE制約
もし、同じメールアドレスを別の部署で許可したい場合は、UNIQUEを2つのカラムに適用することもできます。
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
department VARCHAR(50),
email VARCHAR(255),
UNIQUE (email, department)
);
この場合、同じメールアドレスでも異なる部署であれば登録が可能になります。
次のセクションでは、PRIMARY KEYとFOREIGN KEY（外部キー制約）について解説します。
4. PRIMARY KEY と FOREIGN KEY（外部キー制約）とは？
PRIMARY KEY（主キー）とFOREIGN KEY（外部キー）は、データの一意性とリレーションを管理するための重要な制約です。
1. PRIMARY KEY（主キー）とは？
PRIMARY KEYは、テーブル内の各行を一意に識別するためのカラムです。主キーには以下の特徴があります。
- 一意である（重複不可）
- NULL値を許可しない
PRIMARY KEYの設定例
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
email VARCHAR(255) UNIQUE
);
2. FOREIGN KEY（外部キー）とは？
FOREIGN KEY（外部キー）は、他のテーブルの主キーと関連付けるために使用します。
外部キー制約の設定例
CREATE TABLE departments (
department_id INT PRIMARY KEY,
department_name VARCHAR(100) NOT NULL
);
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
department_id INT,
FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments(department_id)
);
この設定により、employeesテーブルのdepartment_idには、departmentsテーブルに存在するdepartment_idしか登録できなくなります。
5. CHECK 制約を使って入力可能な値を制限する
CHECK制約を使うと、カラムに入力可能な値を制限できます。
1. 年齢を18歳以上に制限する例
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
age INT CHECK (age >= 18)
);
2. 給与を0以上に制限する例
CREATE TABLE salaries (
salary_id INT PRIMARY KEY,
employee_id INT,
salary DECIMAL(10,2),
CHECK (salary >= 0)
);
この設定をすることで、負の給与を誤って登録するのを防ぐことができます。
6. DEFAULT 制約でデフォルト値を設定する
DEFAULT制約を使うと、カラムにデフォルトの値を設定できます。
1. 入社日（hire_date）にデフォルトで現在の日付を設定
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
hire_date DATE DEFAULT CURRENT_DATE
);
2. 初期ステータスを「Active」に設定
CREATE TABLE users (
user_id INT PRIMARY KEY,
username VARCHAR(100) NOT NULL,
status VARCHAR(50) DEFAULT 'Active'
);
この設定をすることで、新規ユーザーのステータスが自動的に「Active」になります。
次のセクションでは、データ制約を活用したデータ整合性の確保について解説します。
7. データ制約を活用したデータ整合性の確保
データ制約を適切に活用することで、データの一貫性と信頼性を確保することができます。
1. データ制約を活用するメリット
- データの矛盾を防ぐ - 外部キー制約を設定することで、関連しないデータの登録を防げる
- 入力ミスを減らす - CHECK制約やDEFAULT制約を活用すると、異常なデータの入力を防げる
- パフォーマンスの向上 - インデックス付きの主キーや一意制約を使うことで、検索や結合の処理速度が向上
2. データ整合性を保つための制約の組み合わせ
以下のようなテーブルを設計し、制約を組み合わせることでデータの整合性を強化できます。
顧客情報の管理（customersテーブル）
CREATE TABLE customers (
customer_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
email VARCHAR(255) UNIQUE,
registration_date DATE DEFAULT CURRENT_DATE
);
注文情報の管理（ordersテーブル）
CREATE TABLE orders (
order_id INT PRIMARY KEY,
customer_id INT,
order_date DATE DEFAULT CURRENT_DATE,
amount DECIMAL(10,2) CHECK (amount > 0),
FOREIGN KEY (customer_id) REFERENCES customers(customer_id)
);
このように、FOREIGN KEYとCHECKを組み合わせることで、customersに存在しないcustomer_idの注文が登録されるのを防ぎ、amount（注文金額）が0以下になるのを防げます。
8. 制約の変更・削除（ALTER TABLEを使う方法）
データ制約は、テーブル作成後でもALTER TABLEを使用して変更や削除が可能です。
1. 制約の追加
例えば、既存のemployeesテーブルにNOT NULL制約を追加するには、次のように記述します。
ALTER TABLE employees
MODIFY COLUMN name VARCHAR(100) NOT NULL;
2. 制約の削除
制約を削除したい場合は、DROPを使用します。
UNIQUE制約の削除
ALTER TABLE employees
DROP INDEX email;
FOREIGN KEY制約の削除
ALTER TABLE orders
DROP FOREIGN KEY orders_ibfk_1;
このように、制約を適宜変更・削除することで、システムの仕様変更に対応できます。
9. 実践！適切なデータ制約を設定して安全なデータ管理を行う方法
最後に、実際に適切なデータ制約を設定するためのポイントをまとめます。
1. 適切な主キーを設定する
すべてのテーブルに主キー（PRIMARY KEY）を設定し、一意性を確保します。
CREATE TABLE products (
product_id INT PRIMARY KEY,
product_name VARCHAR(255) NOT NULL
);
2. 外部キーでリレーションを明確にする
データの一貫性を保つために、関連するデータには外部キーを設定します。
CREATE TABLE order_items (
order_item_id INT PRIMARY KEY,
order_id INT,
product_id INT,
FOREIGN KEY (order_id) REFERENCES orders(order_id),
FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES products(product_id)
);
3. CHECK制約でデータの妥当性を確保する
CREATE TABLE employees (
employee_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL,
age INT CHECK (age BETWEEN 18 AND 65)
);
4. DEFAULT制約を活用する
NULLを許可するカラムでも、DEFAULTを設定してデータの入力ミスを減らせます。
CREATE TABLE users (
user_id INT PRIMARY KEY,
username VARCHAR(100) NOT NULL,
created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
このように適切な制約を設定することで、データの安全性と整合性を確保し、管理しやすいデータベースを設計できます。
