介绍
在设计数据库的过程中，如我上一篇文章所述，我决定利用 EXCLUDE 约束来维护数据完整性。在考虑这个问题时，我意识到 EXCLUDE 运算符值得一篇专门的文章。
排除运算符简介
PostgreSQL以其众多强大的功能而闻名，其中之一就是EXCLUDE 运算符。此运算符允许您对表列中的值集创建高级约束。在本文中，我想深入研究 EXCLUDE 运算符，提供其用法示例，并帮助您了解如何利用它来构建灵活高效的数据库。
与 PostgreSQL 中的 UNIQUE 约束类似，EXCLUDE 运算符用于定义表列中值集的约束。但是，与 UNIQUE 不同，它使您能够指定规则来确定哪些值不能在特定列或一组列中共存。EXCLUDE 运算符通常与 GiST 或 SP-GiST 索引类型一起使用，以确保查询效率，尽管它也可以与常规 B 树索引一起使用。
使用示例
使用 EXCLUDE 的一个常见示例是对重叠时间间隔应用约束，例如电影院中的电影放映。
CREATE TABLE events (id serial primary key,event_time tstzrange,constraint no_screening_time_overlap exclude using gist (event_time WITH &&));INSERT INTO events (event_time) VALUES ('["2023-01-01 19:00:00", "2023-01-01 20:45:00"]');
在上面的例子中，我们创建了一个名为“events”的表，并插入一条带有时间间隔的记录。您可以在 SQLize.online 上检查 SQL。之后，您可以尝试插入另一行，其间隔与表中的现有间隔重叠。最有可能的是，它会导致错误。如果您成功了，请在评论中告诉我！
与 UNIQUE 类似，EXCLUDE 约束可以应用于一组列。例如，您可以使用时间戳类型的“event_start”和“event_end”列并限制时间重叠。下面是一个示例：
CREATE TABLE events (event_id serial primary key,event_name VARCHAR(100) NOT NULL,event_start TIMESTAMPTZ NOT NULL,event_end TIMESTAMPTZ NOT NULL,EXCLUDE USING GIST (event_start WITH &&, event_end WITH &&));
还可以使用 EXCLUDE 对数值范围施加约束。看看这个例子：
CREATE TABLE ranges (range_id serial primary key,start_value INTEGER NOT NULL,end_value INTEGER NOT NULL,EXCLUDE USING GIST (int4range(start_value, end_value, '[]') WITH &&));
在此示例中，将创建包含数字范围的“范围”表。具有 GiST 索引的 EXCLUDE 运算符指定“start_value”和“end_value”列中的数值范围不能重叠。
另一个重要的应用是限制几何图形的交集：
CREATE TABLE polygons (polygon_id serial primary key,polygon_data geometry(Polygon) NOT NULL,EXCLUDE USING GIST (polygon_data WITH &&));
在这里，将创建“多边形”表，该表存储有关多边形的信息。带有 GiST 索引的 EXCLUDE 运算符可确保“polygon_data”列中的几何对象不能相交或包含在彼此内部。
在上述所有示例中，我们使用了基于 GiST 索引的 EXCLUDE 约束。但是，为了完整起见，让我们提供一个使用 R 树的示例：
CREATE TABLE users (user_id serial primary key,email VARCHAR(255) NOT NULL,EXCLUDE USING btree (lower(email) WITH =));
在此示例中，我们几乎复制了 UNIQUE 约束的功能，但稍作修改。我们的独特性现在不区分大小写。
结论
PostgreSQL 中的 EXCLUDE 运算符提供了对表列中的值集创建高级约束的功能。它允许您定义限制不能共存的值组合的规则。这对于确保数据完整性和在数据库级别执行复杂检查特别有用。
在本文中，我们探讨了使用 EXCLUDE 运算符的几个示例，包括对重叠时间间隔的约束、禁止相交的几何对象以及对非重叠数值范围的约束。EXCLUDE 运算符是一个强大的工具，可用于在 PostgreSQL 中构建灵活高效的数据库。
在项目中，利用 EXCLUDE 运算符创建复杂的约束并确保数据库级别的数据完整性。这将帮助您维护数据库的结构和可靠性，同时优化其使用。
