前面我們介紹了主鍵（Primary Key），它幫助我們唯一識別每一筆資料。
有了主鍵之後，我們終於可以介紹另一個很重要的限制：外部鍵（Foreign Key）。
什麼是外部鍵？為什麼需要它？我們來看一個例子。
為什麼需要外部鍵
假設我們有一個「結婚表」：
| 人物 | 結婚對象 |
|---|---|
| David | Emily |
| Emily | David |
| Frank | NULL |
| Grace | Henry |
我們來檢查每一筆資料的「結婚對象」是否合理：
第一筆：David 的結婚對象是 Emily
Emily 有出現在人物欄位嗎？有，第二筆的人物就是 Emily。所以這筆資料沒問題 ✓
第二筆：Emily 的結婚對象是 David
David 有出現在人物欄位嗎？有，第一筆的人物就是 David。所以這筆資料沒問題 ✓
第三筆：Frank 的結婚對象是 NULL
NULL 代表「沒有值」，表示 Frank 沒有結婚。這也沒問題 ✓
第四筆：Grace 的結婚對象是 Henry
Henry 有出現在人物欄位嗎？我們來看看：David、Emily、Frank、Grace… 沒有 Henry！
Grace 說她的結婚對象是 Henry，但 Henry 根本不在這張表的人物欄位裡。這代表 Grace 的結婚對象是一個「不存在的人」。
這筆資料是有問題的。我們不應該允許這種情況發生。
那怎麼辦？
我們希望資料庫能幫我們擋掉這種情況：如果人物欄位裡沒有這個人，結婚對象就不能填這個人。
這種「一個欄位的值必須參考另一個欄位」的限制，就叫做外部鍵（Foreign Key）。
設定外部鍵之後，資料庫會自動幫你檢查：如果你試著填入一個不存在的值，資料庫就會拒絕寫入，不讓這筆資料進到資料庫裡。
設定外部鍵
當你設定外部鍵的時候，一定要說明：這個欄位要參考誰？
這個「參考的對象」叫做 Reference（參考）。
以結婚表為例：
| 人物（PK） | 結婚對象（FK） |
|---|---|
| David | Emily |
| Emily | David |
| Frank | NULL |
| Grace | Henry |
這裡的「結婚對象」欄位設定了外部鍵，它的 Reference 是「人物」欄位。
這表示：
- 結婚對象填的值，必須是人物欄位裡出現過的值
- 如果人物欄位裡沒有 Henry，那結婚對象就不能填 Henry
違反外部鍵限制會怎樣
如果你試著在「結婚對象」填入一個人物欄位裡不存在的人（像 Henry），會發生什麼事？
我們來看一下這個情況：
| 人物（PK） | 結婚對象（FK） |
|---|---|
| David | Emily |
| Emily | David |
| Frank | NULL |
| Grace | Henry |
Grace 的結婚對象是 Henry，但人物欄位裡沒有 Henry。這筆資料違反了外部鍵的限制。
當你試著寫入這筆資料時，資料庫會怎麼處理？
有兩種常見的處理方式：
- 拒絕寫入：資料庫直接擋掉這筆資料，不讓你寫進去。你會看到一個錯誤訊息，告訴你「違反外部鍵限制」。
- 設為空值：資料庫讓你寫入，但把結婚對象自動改成 NULL。
大多數情況下是第一種：直接擋掉。
為什麼？因為如果資料庫自動把值改成 NULL，你可能不知道原本填的值有問題。直接報錯可以讓你馬上發現問題，確保資料的一致性。
外部鍵通常搭配 NOT NULL
在結婚表的例子裡，結婚對象可以是 NULL（像 Frank 沒有結婚）。這是合理的，因為不是每個人都有結婚。
但有些情況下，外部鍵欄位不應該是空值。
例如，假設你有一張「訂單表」：
| 訂單 ID（PK） | 商品名稱 | 所屬會員（FK） |
|---|---|---|
| 1 | 鍵盤 | U001 |
| 2 | 滑鼠 | U002 |
| 3 | 螢幕 | NULL |
第三筆訂單的「所屬會員」是 NULL。這代表什麼？
這筆訂單是誰下的？不知道。沒有會員，怎麼出貨？怎麼收款？這筆資料根本沒有意義。
所以在訂單表裡，「所屬會員」應該要加上 NOT NULL 限制，確保每筆訂單都有對應的會員。
要不要加上 NOT NULL，取決於這個欄位在業務邏輯上是否允許空值：
- 結婚對象：可以是 NULL（沒結婚是正常的）
- 訂單的所屬會員：不應該是 NULL（每筆訂單一定要有人下單）
外部鍵通常指向主鍵
外部鍵的 Reference（參考對象）可以是任何欄位嗎？
技術上可以，但絕大多數情況下，外部鍵都會指向主鍵（Primary Key）。
為什麼？
回想一下結婚表的例子：
| 人物（PK） | 結婚對象（FK） |
|---|---|
| David | Emily |
| Emily | David |
結婚對象的 Reference 是「人物」欄位，而人物欄位是這張表的主鍵。
主鍵有三個條件：不能重複、不應該改變、不能是空值。
如果外部鍵指向的欄位不是主鍵，可能會發生什麼事？
- 如果那個欄位會重複：結婚對象填 David，但有兩個 David，到底是指哪一個？
- 如果那個欄位會改變：結婚對象填 David，結果 David 改名叫 Kevin，關聯就斷掉了
- 如果那個欄位是空值：結婚對象填的值根本不存在
這跟我們在 PRIMARY KEY 那篇說的「用姓名關聯」的問題一模一樣。
那正確的做法是什麼？
如果人物欄位不是主鍵，我們應該另外建立一個 ID 欄位當主鍵，然後讓結婚對象指向這個 ID：
| 人物 ID（PK） | 人物姓名 | 結婚對象（FK） |
|---|---|---|
| 1 | David | 2 |
| 2 | Emily | 1 |
| 3 | Frank | NULL |
現在結婚對象填的是 ID，不是姓名。就算 David 改名叫 Kevin，結婚對象填的還是 2，關聯不會斷掉。
所以，外部鍵應該指向主鍵，才能確保外部鍵真正指向一筆特定的、不會變的資料。
FOREIGN KEY 重點整理
- 什麼是外部鍵：一個欄位的值必須參考另一個表單的欄位
- 為什麼需要：確保關聯的資料真的存在，避免指向不存在的資料
- Reference：設定外部鍵時，必須指定參考的對象是哪個表單的哪個欄位
- 違反限制：通常會拒絕寫入，確保資料一致性
- 搭配 NOT NULL：大多數情況下，外部鍵欄位不應該是空值
- 指向主鍵：外部鍵通常指向另一張表的主鍵，確保指向特定的資料
到目前為止，我們學了四種欄位限制：
- UNIQUE：確保欄位的值不重複
- NOT NULL：確保欄位一定要有值
- PRIMARY KEY：確保可以唯一識別每一筆資料（包含 UNIQUE + NOT NULL）
- FOREIGN KEY：確保欄位的值必須參考另一個表單的欄位