关系模型的完整性约束包括哪些部分?

文章介绍了关系模型中的四种完整性约束:实体完整性、参照完整性、域完整性和用户定义完整性,并提供了SQL示例来说明如何在表中添加这些约束,以确保数据的完整性和一致性。

        关系模型的完整性约束是指在数据库中定义的关系模式必须满足的一组规则或条件,以确保数据的完整性和一致性。完整性约束可以包括以下几个方面:

  1.实体完整性约束(Entity Integrity Constraint)

  确保关系中的主键(Primary Key)列不包含空值(NULL),并且每个主键值都是唯一的。这可以防止数据重复和关系的不完整性。

  2.参照完整性约束(Referential Integrity Constraint)

  确保关系中的外键(Foreign Key)与相关表中的主键值相匹配,或者为空(NULL)。这可以保证关系之间的一致性,并防止出现无效的引用。

  3.域完整性约束(Domain Integrity Constraint)

  确保关系中的每个属性值都满足预定义的数据类型、范围或约束条件。例如,可以定义一个属性只能包含特定范围内的数值,或者只能包含特定格式的日期。

  4.用户定义的完整性约束(User-defined Integrity Constraint)

  根据特定应用的需求,自定义的约束条件可以被添加到关系模型中,以确保数据的完整性和一致性。例如,可以定义某个属性的取值必须满足某个业务规则。

  以下是一个简单的示例代码,演示如何在关系模型中添加完整性约束(使用SQL语言):

-- 创建学生表
CREATE TABLE Students (
    student_id INT PRIMARY KEY,
    student_name VARCHAR(50),
    department_id INT,
    FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES Departments(department_id)
);

-- 创建部门表
CREATE TABLE Departments (
    department_id INT PRIMARY KEY,
    department_name VARCHAR(50)
);

-- 添加实体完整性约束
ALTER TABLE Students
MODIFY student_id INT PRIMARY KEY;

-- 添加参照完整性约束
ALTER TABLE Students
ADD CONSTRAINT fk_department
FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES Departments(department_id);

-- 添加域完整性约束
ALTER TABLE Students
MODIFY student_name VARCHAR(50) NOT NULL;

-- 添加用户定义的完整性约束
ALTER TABLE Students
ADD CONSTRAINT ck_student_id_range
CHECK (student_id BETWEEN 1 AND 100);

  上述代码创建了两个表,一个是学生表(Students),另一个是部门表(Departments)。然后,使用ALTER TABLE语句分别为学生表添加了实体完整性约束、参照完整性约束、域完整性约束和用户定义的完整性约束。

  请注意,不同的数据库管理系统可能有略微不同的语法和约束选项,上述示例代码仅供参考。

### 关系数据库的完整性规则 #### 实体完整性 实体完整性规定基本表中的元组必须具有唯一性,即不允许存在重复的记录。这一特性通过主键来实现。每个关系模式都应有一个或多个决定该关系候选资格的一列或多列属性,这些属性称为候选码。如果某一候选码能唯一标识一个元组,则此候选码为主码[^1]。 对于包含在任何侯选关键字内的诸属性(称为主属性),它们都不能接受空值,因为含有空值的主属性无法唯一地标识一个元组。此外,在实际应用中,主键还可能采用联合主键的形式,当单个字段不足以唯一识别每条记录时,可以选择两个或更多字段组合起来作为主键[^3]。 #### 参照完整性 参照完整性用于维护不同表格之间的关联一致性。具体来说,就是指在一个关系中出现的外部关键字(外键)要么是另一个关系中存在的主关键字的实际值,要么就取空值。这意味着子表里的外键所指向父表里对应的主键必须已经存在于父表之中,从而确保了数据之间引用的有效性和准确性。 #### 用户定义的完整性 除了上述两种标准形式之外,用户也可以根据业务需求设定特定的数据约束条件,这就是所谓的用户定义的完整性。这类完整性规则允许开发者针对具体的业务逻辑制定额外的要求,比如限定某些字段只能接收特定范围内的数值、设置默认值等操作,以此保障应用程序层面的数据质量[^2]。 #### 域完整性 虽然未直接提及于提供的资料片段中,但域完整性也是重要的组成部分之一。它指的是每一个属性都有其所属的数据类型以及可接受值集合的规定。例如,年龄字段应当只接受正整数而不能为负数或是字符串;邮政编码则需遵循固定的格式规范等等。这种类型的控制有助于防止非法输入进入系统并破坏整体结构稳定性。 ```sql -- 创建带有主键和外键约束的表的例子 CREATE TABLE Orders ( OrderID int NOT NULL, OrderNumber int NOT NULL, CustomerID int, PRIMARY KEY (OrderID), FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID) ); ```
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