數據完整性約束

1 數據的完整性

約束是用來確保數據的準確性和一致性。數據的完整性就是對數據的準確性和一致性的一種保證。

數據完整性(Data Integrity)是指數據的精確(Accuracy)和可靠性(Reliability)。

分為以下四類：

1) 實體完整性：規定表的每一行在表中是惟一的實體。

2) 域完整性：是指表中的列必須滿足某種特定的數據類型約束，其中約束又包括取值範圍、精度等規定。

3) 參照完整性：是指兩個表的主關鍵字和外關鍵字的數據應一致，保證了表之間的數據的一致性，防止了數據丟失或無意義的數據在資料庫中擴散。

4) 用戶定義的完整性：不同的關係資料庫系統根據其應用環境的不同，往往還需要一些特殊的約束條件。用戶定義的完整性即是針對某個特定關係資料庫的約束條件，它反映某一具體應用必須滿足的語義要求。

2 完整性約束的類型：

可分為三種類型：與表有關的約束、域(Domain)約束、斷言(Assertion)

1) 與表有關的約束:是表中定義的一種約束。可在列定義時定義該約束，此時稱為列約束，也可以在表定義時定義約束，此時稱為表約束。

2) 域(Domain)約束：在域定義中被定義的一種約束，它與在特定域中定義的任何列都有關係。

3) 斷言(Assertion)：在斷言定義時定義的一種約束，它可以與一個或多個表進行關聯。

一、與表有關的約束：包括列約束(表約束+NOT NULL)和表約束(PRIMARY KEY、foreign key、check、UNIQUE)。

(1) not null（非空)約束：只用於定義列約束。

語法如下：

Colunm_name datatype | domain not null

實例：

create table Employee

(

emp_id int not null,

emp_name varchar(10) not null,

address varchar(40) ,

)

創建之後，如果往表Employee表中非空約束中插入空值，insert into Employee values(1,null,'neimeng')將會出錯。如下：

Msg 515, Level 16, State 2, Line 1

Cannot insert the value NULL into column 'emp_name', table 'Student.dbo.Employee';

column does not allow nulls. INSERT fails.

The statement has been terminated.

(2) unique(惟一)約束：用於指明創建惟一約束的列上的取值必須惟一。

語法如下：

Colunm_name datatype | domain unique

實例：

create table EmployeeInfo

(

emp_id int not null,

emp_name varchar(10) not null,

phone char(11) unique,

address varchar(40) ,

)

如下往EmployeeInfo插入數據時，如果兩條記錄的phone不惟一，

insert into EmployeeInfo values(1,'abcdwxc','neimeng','13612345678')

insert into EmployeeInfo values(2,'terry','neimeng','13612345678')

則會出現錯誤。如下：

(1 row(s) affected)

Msg 2627, Level 14, State 1, Line 2

Violation of UNIQUE KEY constraint 'UQ__EmployeeInfo__060DEAE8'. Cannot insert duplicate key in object 'dbo.EmployeeInfo'.

The statement has been terminated.

除了在定義列時添加unique約束外，也可以將unique約束作為表約束添加。即把它作為表定義的元素。

語法如下：

[CONSTRAINT constraint_name] unique (column1,column2,.....)

實例：

create table EmployeeInfo

(

emp_id int not null,

emp_name varchar(10) not null,

phone char(11)

address varchar(40) ,

constraint p_uniq unique(phone)

)

(3) primary key(主鍵)約束：用於定義基本表的主鍵，起惟一標識作用，其值不能為null,也不能重複，以此來保證實體的完整性。

語法如下：

Colunm_name datatype | domain primary key

實例：

drop table EmployeeInfo

create table EmployeeInfo

(

emp_id int primary key,

emp_name varchar(10) not null,

phone char(11),

address varchar(40) ,

)

如果向EmployeeInfo表插入的emp_id重複了或者插入時emp_id為null值，則會出錯。

可以在創建表時，創建主鍵約束，也可創建表完成以後，創建主鍵，例如：

alter table EmployeeInfo

add constraint e_prim primary key(emp_id)

primary key 與 unique的區別：

1.在一個表中，只能定義一個primary key約束，但可定義多個unique約束。

2.對於指定為primary key的一個列或多個列的組合，其中任何一個列都不能出現空值，而對於unique所約束的惟一鍵，則允許為null,只是null值最多有一個。

(4) foreign key(外鍵)約束：定義了一個表中數據與另一個表中的數據的聯繫。

foreign key約束指定某一個列或一組列作為外部鍵，其中包含外部鍵的表稱為子表，包含外部鍵所引用的主鍵的表稱為父表。系統保證，表在外部鍵上的取值要麼是父表中某一主鍵，要麼取空值，以此保證兩個表之間的連接，確保了實體的參照完整性。

語法如下：

Colunm_name datetype | domain references table_name(column)

[match full|partial|simple] //註：sqlserver不支持。

[referential triggered action]

說明：table_name為父表的表名，column為父表中與外鍵對應的主鍵值。

[match full|partial|simple]為可選子句，用於設置如何處理外鍵中的null值。

[referential triggered action]也為可選子句，用於設置更新、刪除外鍵列時的操作準則。

可以為表的一列或多列創建foreign key 約束，如果為多列創建 foreign key約束，將分別與主表中的相應主鍵相對應。

實例：

create table EmployeeInfo

(

emp_id int primary key,

emp_name varchar(10) not null,

account char(4) primary key,

phone char(11)

address varchar(40) ,

)

create table Emp_Sal

(

emp_id int , account CHAR(4) ,salary DECIMAL(5,1),

CONSTRAINT E_SAL FOREIGN KEY(emp_id,account) REFERENCES EmployeeInfo (emp_id,account))

)

也可以表創建以後添加到表上。如下：

create table Emp_Sal

(

emp_id int ,emp_name varchar(10) not null, account CHAR(4) ,salary DECIMAL(5,1),

)

alter table Emp_Sal

add CONSTRAINT E_SAL FOREIGN KEY(emp_id,account) REFERENCES EmployeeInfo (emp_id,account)

該外鍵的作用：確保表Emp_Sal的每個emp_id列都對應表EmployeeInfo中相應的emp_id。此時，表EmployeeInfo為父表，而表Emp_Sal為子表。子表的emp_id列參照父表的emp_id列。

如果想在子表的emp_id列插入一個值，首先父表的emp_id列必須存在，否則會插入失敗。如果想從父表的emp_id刪除一個值，則必須無刪除子表emp_id列中所有與之對應的值。

(注:foreign key 列上的取值可以取null)。

潛在問題：由於foreign key列上可以取空值,DBMS將跳過對foreign key約束的檢查，因此如果插入Emp_Sal如下數據：

insert into Emp_Sal values(6,null,null) 則插入到Emp_Sal中，但其主表的相關列卻不存在。

解決辦法：

（1）將聯合外鍵的列添加not null約束，但這限制了用戶的部分操作。

（2）採用Match子句。(sqlserver不支持).

更新、刪除操作規則：

在刪除或更新有primary key值的行，且該值與子表的foreign key中一個或多個值相匹配時，會引起匹配完整性的喪失。

在foreign key創建語法中，提供了可選的on update和on delete子句，也就是上面的[referential triggered action]。可用此保持引用完整性。

on update / on delete

no action|cascade|restrict|set null|set default

no action:更新或刪除父表中的數據時，如果會使子表中的外鍵違反引用完整性，該動作將被禁止執行。不過在某些條件下，可出現暫時的，但在數據的最終狀態中，不能違反外鍵的引用完整性。

cascade: 當父表中被引用列的數據被更新或刪除時，子表中的相應的數據也被更新或刪除。

restrict:與no action規則基本相同，只是引用列中的數據永遠不能違反外鍵的引用完整性，暫時的也不行。

set null:當父表數據被更新或刪除時，子表中的相應數據被設置成Null值，前提是子表中的相應列允許null值。

set default:當父表數據被更新或刪除時，子表中的數據被設置成默認值。前提是子表中的相應列設置有默認值。

(5) check（校驗）約束：用來檢查欄位值所允許的範圍。DBMS每當執行delete,insert或update語句時，都對這個約束過濾。如果為true，則執行。否則，取消執行並提示錯誤。

列定義語法如下：

Column datetype | domain check(search condition)

表約束語法如下：

constraint constraint_name check(search condition)

實例如下：

create table Emp_Sal

(

emp_id int , account CHAR(4) ,salary DECIMAL(5,1),

constraint validsal check(salary >=1000 and salary<=10000)

)

如果此時，再往表中插入如下語句則會出錯：(因為不滿足salary大於等於1000的約束。)

insert into Emp_Sal values(8,'12324343',800.0)

二、域約束：(sqlserver 不支持)

語法如下：

create domain domain_name as data type

[default default_value]

[constraint constraint_name] check(value condition expression)

例如：

create domain valid_no as int

constraint constraint_no check(value between 100 and 999)

然後創建表時，使用valid_no域。

create table TestDomain

(

emp_id valid_no,

emp_name varchar(10),

)

三、斷言約束：不必與特定的列綁定，可以理解為能應用於多個表的check約束，因此必須在表定義之外獨立創建斷言。

語法如下：

create assertion constraint_name

check search condition

例如：

create assertion name

check (Emp_Sal.emp_id in(select emp_id from EmployeeInfo where emp_name is not null)

添加斷言后，每當試圖添加或修改Emp_Sal表中的數據時，就對斷言中的搜索條件求值，如果為false，則取消執行，給出提示