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【数据库】数据库的完整性

news 2025/6/5 11:29:08

数据库完整性包含正确性、有效性和相容性，主要是为了防范不合语义的、不正确的数据。

这种完整性约束条件分成几类。按照约束条件对象关系，区分为关系-元组间的约束、元组-元组间的约束和列-字段的约束；按照约束的状态，可以分成静态条件（某个确定状态时数据的约束条件）和动态（从一个状态到另一个状态的新旧值约束条件）条件。

DBMS需要完成：

定义完整性约束条件机制
提供完整性检查的方法
违约处理

通过这样的机制，就可以保证数据库完整性。

实体完整性

对于关系模型，使用PRIMARY KEY来定义实体完整性。实体完整性要求主码不能取空。对于单属性构成的码，可以定义为列级，也可以定义为表级；多个属性构成的码只能有一种说明方法。

CREATE TABLE S {Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, /*列级定义主码*/...
}
CREATE TABLE S {Sno CHAR(9), ...PRIMARY KEY(Sno) /*表级定义主码*/
}

对于插入和更新操作，要检查主码是否唯一，并且每个属性不为空。

参照完整性

CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL，Cno CHAR(4) NOT NULL，Grade SMALLINT，PRIMARY KEY (Sno， Cno)， /*在表级定义实体完整性*/FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)，/*在表级定义参照完整性*/FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno)/*在表级定义参照完整性*/
);

对于参照完整性的违约，情况如下：

被参照表	参照表	违约处理
可能破坏参照完整性	插入元组	拒绝
可能破坏参照完整性	修改外码值	拒绝
删除元组	可能破坏参照完整性	拒绝/级联删除/设置为空
修改主码值	可能破坏参照完整性	拒绝/级联修改/设置为空

如果设置为空，还需要设置外码列是否为空。对于其设置可以使用这样的方法：

FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno) ON DELETE CASCADE /*级联删除SC表中相应的元组*/ON UPDATE SET NULL， /*级联更新SC表中相应的元组*/
FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) ON DELETE NO ACTION /*当删除course 表中的元组造成了与SC表不一致时拒绝删除*/ON UPDATE CASCADE  /*当更新course表中的cno时，级联更新SC表中相应的元组*/

用户自定义完整性

一、属性级别的约束条件

对于属性级别，分成三种：

NOT NULL
UNIQUE
CHECK

下面进行举例。

NOT NULL：

CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL,Cno CHAR(4) NOT NULL,Grade SMALLINT NOT NULL
)

UNIQUE：

CREATE TABLE DEPT(Deptno NUMERIC(2),Dname CHAR(9) UNIQUE
)

CHECK：

CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,Ssex CHAR(2) CHECK (SSex IN ('男','女'))
)

如果约束不满足则会拒绝执行。

二、元组级别的约束条件

使用CHECK。

CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,Sname CHAR(8) NOT NULL,SSex CHAR(2) CHECK (SSex IN ('男','女')),CHECK(SSex = '女' OR Sname NOT LIKE 'Ms.%')/*男性不能以Ms.打头*/
)

如果约束不满足则会拒绝执行。

三、约束子句

使用CONSTRAINT进行约束。

CONSTRAINT <约束名> [PRIMARY KEY 短语|FOREIGN KEY 短语|CHECK 短语
]

比如建立Student表，要求学号在90000-99999之间，姓名不能取空，年龄小于30，性别为男或女。

CREATE TABLE Student(Sno NUMERIC(6)CONSTRAINT C1 CHECK(Sno BETWEEN 90000 AND 99999),Sname CHAR(20)CONSTRAINt C2 NOT NULL,Sage NUMERIC(3)CONSTRAINT C3 CHECK(Sage < 30),Ssex CHAR(2)CONSTRAINT C4 CHECK(SSex IN('男','女')),CONSTRAINT StudentKey PRIMARY KEY(Sno)
)

如果需要修改完整性限制，使用ALTER TABLE语句

比如把之前的SSex进行修改：

ALTER TABLE Student
DROP CONSTRAINT C4;
ALTER TABLE Student
CONSTRAINT C4 CHECK(SSex IN('男','女','其它'))

四、域的完整性约束

可以创建一个域进行取值贤治。

CREATE DOMAIN GenderDomain VARCHAR(2)
CHECK(VALUE IN('男','女','其它'))

这个时候，对SSex说明可以直接使用SSex GenderDomain

也可以对其域进行一定的修改：

/*建立*/
CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(2)
CONSTRAINT GD CHECK(VALUE IN('男','女'));
/*删除*/
ALTER DOMAIN GenderDomain
DROP CONSTRAINT GD;
/*增加*/
ALTER DOMAIN GenderDomain
ADD CONSTRAINT GDD CHECK(VALUE IN('1', '0'))

触发器

触发器是用户顶i有的一类事件驱动的特殊过程，由服务器自动激活。对触发器的定义使用下面的形式：

CREATE TRIGGER <触发器名>{BEFORE|AFTER} <触发事件(INSERT|DELETE|UPDATE)> ON <表名>FOR EACH {ROW | STATEMENT}[WHEN <触发条件>]<触发动作体>

事实上，可以用五元组 $(D, O, A, C, P)$ 来表示一个完整性规则，其中

D：数据
O：触发完整性约束的操作
A：约束条件
C：选择数据对象值的谓词
P：违反完整性约束时出发的处理

这里要注意的是，触发器类型可以分成行级(ROW)或者语句级(STATEMENT)。比如下面的语句

UPDATE Teacher SET Deptno = 5

那么语句级触发级只执行一次，行级有多少行就执行多少次。

考虑下面的例子：一个BEFORE行级触发器，让Teacher定义规则：教授工资不得低于4000，低于就自动改成4000.这个时候，可以使用下面的语句：

CREATE TRIGGER Insert_Or_Update_SalBEFORE INSERT OR UPDATE ON TeacherFOR EACH ROWAS BEGINIF (new.Jpb = '教授') AND (new.Sal < 4000) THENnew.sal := 4000;END IF;END;

再看一个例子。我们试图实现在教师表的工资变化的时候自动在工资变化表Sal_log增加相应记录。为此，先建立Sal_log表

CREATE TABLE Sal_log(Eno NUMERIC(4) references teacher(eno),Sal NUMERIC(7,2),Username CHAR(10),Date TIMESTAMP
);

然后定义触发器

CREATE TRIGGER Insert_SalAFTER INSERT ON TeacherFOR EACH ROWAS BEGININSERT INTO Sal_log VALUES(new.Eno, new.Sal, CURRENT_USER, CURRENT_TIMESTAMP;);END;
CREATE TRIGGER Update_SalAFTER UPDATE ON TeacherFOR EACH ROWAS BEGINIF (new.Sal <> old.sal) THEN INSERT INTO Sal_log VALUES(new.Eno, new.Sal, CURRENT_USER, CURRENT_TIMESTAMP;);END IF;END;