完整性

整个数据库完整性的知识体系，可以看作是解决一个核心问题：如何确保数据库里的数据是正确的、符合逻辑的？ 为了解决这个问题，数据库系统提供了一套由简到繁、由内到外的“防御系统”。

一、数据库完整性概述

1.1 什么是数据库完整性？

• 数据的正确性：数据符合现实世界语义，反映实际状况。
• 数据的相容性：同一对象在不同表中的数据逻辑一致。

1.2 完整性 vs 安全性

1.3 完整性机制

1. 定义完整性约束
   • 使用 SQL 的 DDL 语句定义
   • 包括：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性
2. 完整性检查
   • 在执行 INSERT、UPDATE、DELETE 后或事务提交时检查
3. 违约处理
   • 拒绝执行（NO ACTION）
   • 级联操作（CASCADE）
   • 设置为空值（SET-NULL）

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二、实体完整性

2.1 定义

• 使用 PRIMARY KEY 定义主码
• 主码唯一且非空

2.2 定义方式

• 列级定义：

  CREATE TABLE Student (
    Sno CHAR(8) PRIMARY KEY,
    ...
  );
  

• 表级定义（适用于多属性主码）：

  CREATE TABLE SC (
    Sno CHAR(8),
    Cno CHAR(5),
    PRIMARY KEY (Sno, Cno)
  );
  

2.3 检查与违约处理

• 检查主码是否唯一、非空
• 使用 B+ 树索引避免全表扫描
• 违约则拒绝操作

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三、参照完整性

3.1 定义

• 使用 FOREIGN KEY 和 REFERENCES 定义外码
• 外码引用其他表的主码

3.2 示例

CREATE TABLE SC (
  Sno CHAR(8),
  Cno CHAR(5),
  FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),
  FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno)
);

3.3 违约处理

| 操作 | 说明 | | ——— | —————- | | NO ACTION | 拒绝执行（默认） | | CASCADE | 级联删除/更新 | | SET-NULL | 将外码设为空值 |

3.4 显式定义违约处理

FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)
  ON DELETE CASCADE
  ON UPDATE CASCADE;

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四、用户定义完整性

4.1 属性级约束

• 非空：NOT NULL
• 唯一：UNIQUE
• 条件检查：CHECK

示例：

CREATE TABLE Student (
  Sno CHAR(8) PRIMARY KEY,
  Sname CHAR(20) NOT NULL,
  Ssex CHAR(6) CHECK (Ssex IN ('男', '女')),
  Grade SMALLINT CHECK (Grade BETWEEN 0 AND 100)
);

4.2 元组级约束

• 可定义多个属性间的逻辑关系

示例：

CREATE TABLE Student (
  ...
  CHECK (Ssex = '女' OR Sname NOT LIKE 'Ms.%')
);

4.3 完整性约束命名与修改

• 使用 CONSTRAINT 命名
• 使用 ALTER TABLE 修改

示例：

-- 添加约束
ALTER TABLE Student
ADD CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN '900000' AND '999999');

-- 删除约束
ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C1;

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五、域与断言

5.1 域（Domain）

• 定义一组具有相同数据类型和约束的值集合

示例：

CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(6)
CHECK (VALUE IN ('男', '女'));

-- 使用域
Ssex GenderDomain

5.2 断言（Assertion）

• 定义跨表的复杂约束
• 任何相关操作都会触发检查

示例：

-- 限制“数据库”课程最多60人选修
CREATE ASSERTION ASSE_SC_DB_NUM
CHECK (60 >= (
  SELECT COUNT(*) FROM SC, Course
  WHERE SC.Cno = Course.Cno AND Course.Cname = '数据库'
));

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六、触发器

6.1 触发器概述

• 是一种“事件-条件-动作”规则
• 由 INSERT、UPDATE、DELETE 激活
• 可在操作前（BEFORE）或后（AFTER）执行

6.2 触发器类型

• 行级触发器：每行触发一次，可使用 NEW/OLD
• 语句级触发器：每语句触发一次，不能使用 NEW/OLD

6.3 示例

例1：记录分数修改

CREATE TRIGGER SC_T
AFTER UPDATE OF Grade ON SC
REFERENCING
  OLD AS OldTuple,
  NEW AS NewTuple
FOR EACH ROW
WHEN (NewTuple.Grade >= 1.1 * OldTuple.Grade)
INSERT INTO SC_U VALUES (OldTuple.Sno, OldTuple.Cno, OldTuple.Grade, NewTuple.Grade);

例2：统计插入学生数

CREATE TRIGGER Student_Count
AFTER INSERT ON Student
REFERENCING NEW TABLE AS Delta
FOR EACH STATEMENT
INSERT INTO StudentInsertLog SELECT COUNT(*) FROM Delta;

例3：自动调整教授工资

CREATE TRIGGER Update_Sal
BEFORE UPDATE ON Teacher
REFERENCING NEW AS newTuple
FOR EACH ROW
BEGIN
  IF newTuple.Job = '教授' AND newTuple.Sal < 4000 THEN
    SET newTuple.Sal = 4000;
  END IF;
END;

6.4 触发器执行顺序

1. 执行 BEFORE 触发器
2. 执行触发 SQL 语句
3. 执行 AFTER 触发器

6.5 删除触发器

DROP TRIGGER Update_Sal ON Teacher;

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总结回顾

模块	核心机制	关键字/语句
实体完整性	主码唯一非空	PRIMARY KEY
参照完整性	外码引用	FOREIGN KEY、REFERENCES
用户定义完整性	属性/元组级约束	CHECK、NOT NULL、UNIQUE
域与断言	类型约束、跨表约束	CREATE DOMAIN、CREATE ASSERTION
触发器	事件驱动、复杂逻辑	CREATE TRIGGER、NEW/OLD