在SQL中，主键和外键是关系数据库设计的核心概念，它们主要负责确保数据的完整性和一致性。主键和外键都是约束类型，用于规范表中的数据。
**主键（Primary Key）**：
1. 主键是表中的一个或一组字段，其值必须唯一并且不可为NULL，用于唯一标识表中的每一条记录。例如，在“学生表”中，如果“学号”字段具有唯一性，那么“学号”就可以作为主键。
2. 主键的主要作用是确保实体完整性，防止插入重复记录并确保数据的一致性。在创建表时，通常会将主键定义为标识列，如`INT IDENTITY(1,1)`，这样系统会自动为新插入的记录生成唯一的ID。
3. 在SQL中，一个表只能有一个主键，且主键的列不能包含NULL值。如果需要创建主键，可以使用`PRIMARY KEY`关键字，例如：`CREATE TABLE Student (StudentNo int PRIMARY KEY)`。
4. 如果需要在已有表上添加主键约束，可以使用`ALTER TABLE`语句，如`ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT PK_字段名 PRIMARY KEY (字段名)`。
**外键（Foreign Key）**：
1. 外键是一种引用另一个表的主键的字段，它定义了两个表之间的关系。例如，“成绩表”中的“学号”和“课程号”可以分别作为“学生表”和“课程表”的外键。
2. 外键的主要作用是实现参照完整性，即保证数据的相关性，确保表之间的关联不会出现无效数据。例如，不能在“成绩表”中插入一个不存在于“学生表”或“课程表”中的学号或课程号。
3. 外键的值可以是NULL，表示该记录与关联表没有对应关系，也可以是关联表主键中的任何值。创建外键约束的SQL语句如：`FOREIGN KEY (字段名) REFERENCES 关联的表名(关联的字段名)`。
4. 外键约束还可以指定级联操作，如级联删除或级联更新。例如，当删除主键表的记录时，可以选择是否同时删除所有相关联的外键记录。
**主键与外键的区别**：
1. 主键用于标识本表的唯一记录，而外键则用于连接不同表，建立关联。
2. 主键的值必须唯一且不能为空，而外键可以有重复值，可以为空。
3. 主键在一个表中只能有一个，而一个表可以有多个外键。
4. 索引与主键和外键不同，虽然索引也可提高查询速度，但并不强制唯一性，除了唯一索引。主键和外键可以自动创建索引，但不是必须的。
**索引（Index）**：
1. 索引是数据库管理系统提供的一种机制，用于快速查找表中的数据行。它可以显著提高查询性能，但会占用额外的存储空间。
2. 索引分为唯一索引（不允许有重复值，可有一个NULL值）和非唯一索引。主键通常自动创建唯一索引，但并非所有的唯一索引都是主键。
3. 创建索引的SQL语句通常为`CREATE INDEX 索引名 ON 表名 (字段名)`，而删除索引使用`DROP INDEX 索引名`。
主键和外键是关系数据库中实现数据完整性和一致性的关键工具，它们定义了表间的关系，保证了数据的准确性。而索引则进一步优化了查询性能。正确使用这些概念，可以帮助我们设计出高效、稳定的关系数据库系统。
