概述

数据库的完整性是指数据库正确性和相容性，是防止合法用户使用数据库时向数据库加入不符合语义的数据。保证数据库中数据是正确的，避免非法的更新。数据库完整性重点需要掌握的内容有：完整性约束条件的分类、完整性控制应具备的功能。

完整性约束类别大概分为实体完整性约束、参照完整性约束、自定义完整性约束三类。

• 实体完整性约束：非空值约束（NOT NULL）、默认值（DEFAULT）、唯一性约束（UNIQUE、UNIQUE(列名)）、主键约束（PRIMARY KEY 、PRIMARY KEY(列名)）。
• 参照完整性约束：外键约束（REFERENCES 表名(列)、FOREIGN KEY(列名) REFERENCES 表名(列)）。
• 自定义完整性约束：约束表达式（CHECK）。

其中，非空值约束和默认值只有列级完整性约束；唯一性约束、主键约束、外键约束、CHECK 有表级和列级完整性约束。

主键 ( Primary Key ) 约束

完整性约束条件作用的对象有关系、元祖、列三种，又分静态和动态，共分为六类：

在关系中只能有一个主键。声明主键有两种方法：

1. 将 PRIMARY KEY 保留字加在属性类型之后（列级完整性约束）。
2. 在属性列表中引入新元素，该元素包含保留字 PRMARY KEY和利用圆括号括起形成该键的属性或属性组列表（表级完整性约束）。

当主键有多个属性时必须用方法2，表级完整性约束。

示例1. 学生关系Students(Sno,Sname,Sex,Sdept,Sage)的主键是Sno，在创建学生关系时可使用PRIMARYKEY进行实体完整性约束。创建学生表的SQL语句如下：

CREATE TABLE Students
(Sno CHAR(8),Sname CHAR(10),Sex CHAR(1),Sdept CHAR(20),Sage NUMBER(3),PRIMARY KEY(Sno)
);

外键（Foreign Key）约束

参照完整性定义语法如下：

FOREIGN KEY (属性名) REFERENCES 表名(属性名)
[ON DELETE [CASCADE|SET NULL]

关键字说明：FOREIGN KEY 定义哪些列为外码；REFERENCES 指明外码对应于哪个表的主码；ON DELETE CASCADE 指明删除被参照关系的元组时，同时删除参照关系中的元组；SET NULL 表示置为空值方式。

示例2. 对于示例5学生选课关系SC(Sno, Cno, Grade)中，学号Sno 参照关系Students， 课程号Cno 参照关系C。因此完整的语句为：

CREATE TABLE SC
(Sno CHAR(8),Cno CHAR(4),Grade NUMBER(3),PRIMARY KEY(Sno),PRIMARY KEY(Cno),FOREIGN KEY Sno REFERENCES Students(Sno),FOREIGN KEY Cno REFERENCES C(Cno)
);

属性值上的约束

属性值上的约束可以通过 NOT NULL、UNIQUE 和 CHECK 进行：

• NOT NULL：在 SQL 中，NULL 值是所有域的成员，也是每个属性默认的合法值。但是，根据用户要求有些属性不允许取空值，此时可用“NOT NULL”进行约束。例如，银行的账户关系Account(Account-no, branch-name, balance)不允许余额balance取空值，此时可用“balance numeric(12,2) not null” 进行约束，即禁止在该属性上插入一个空值。
• UNIQUE：唯一标识数据库表中的每条记录。
• CHECK：CHECK 子句可用于保证属性值满足指定的条件，条件与 where 类似。例如，银行关系 Branch (branch-name,branch-city,assets) 要求资产 assets 不能为负值 ，此时可用“CHECK (assets >=0)”进行约束。

示例3. 学生关系Students(Sno,Sname,Sex,Sdept,Sage)，假设用户要求学生姓名不能为空，男生的年龄为15_{25岁，女生的年龄为15}23岁。那么可使用如下语句创建表:

CREATE TABLE Students
(Sno CHAR(8),Sname CHAR(10) NOT NULL,Sex CHAR(1),Sdept CHAR(20),Sage NUMBER(3),PRIMARY KEY(Sno),CHECK (Sage >= 15AND ((Sex = 'M' AND Sage <= 25)OR (Sex = 'F' AND Sage <= 23))
);

全局约束

全局约束是指一些比较复杂的完整性约束，这些约束涉及多个属性间的联系或多个不同关系间的联系。

基于元组的检查子句和断言两种情况：

（1）基于元组的检查子句：这种约束是对单个关系的元组值加以约束。方法是在关系定义中的任何地方加上关键字 CHECK 和约束条件。

例如，年龄在16至20岁之间，可用 CHECK(Sage>=16 AND Sage<=20) 检测。

（2）基于断言的语法格式

格式

CREATE ASSERTION <断言名> CHECK(<条件>)

示例4. 教学数据库的模式Students、SC、C中创建一个约束ASSE-SC1:不允许男同学选修“张勇”老师的课。

CREATE ASSERTION ASSE_SC1 
CHECK (NOT EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Cno IN (SELECT Cno FROM C WHERE TEACHER = '张勇')AND Sno IN (SELECT Sno FROM Students WHERE SEX = 'M')));

示例9. 教学数据库的模式Students、SC、C中创建 一个约束ASSE_SC2；每门课最多允许50名男同学选修。

CREATE ASSERTION ASSE_SC2 
CHECK (50>=ALL(SELECT COUNT(SC.Sno)FROM Students,SCWHERE Students.Sno = SC.Sno AND SEX = 'M'GROUP BY Cno));

总结

SQL完整性约束是维护数据库中数据准确性和一致性的一组关键机制。通过应用这些约束，我们能够确保操作数据库时数据的有效性和业务的规范性得到维护。总结来说，SQL完整性约束对于任何数据库系统都是至关重要的，它们不仅仅保证了数据的质量和可信度，还提高了数据库的性能和安全性。作为数据库设计人员或开发者，合理地使用这些约束，可以在很大程度上避免数据的混乱和错误，提升整个系统的稳定性和可靠性。