2.3　关系的完整性

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2.3.1　关系的三类完整性约束

·实体完整性和参照完整性：

关系模型必须满足的完整性约束条件

称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持

·用户定义的完整性：

应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束

2.3.2　实体完整性

【规则2.1】实体完整性规则（Entity Integrity）

若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值

例：SAP（SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE）

POSTGRADUATE：主码（假设研究生不会重名）不能取空值。

实体完整性规则的说明：

（1）实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。

（2）现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。

（3）关系模型中以主码作为唯一性标识。

（4）主码中的属性即主属性不能取空值。

主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个规则称为实体完整性。

注意：实体完整性规则规定基本关系的所有主属性都不能取空值，而不仅是主码整体不能取空值。

例：选修（学号，课程号，成绩）

“学号、课程号”为主码，则学号和课程号两个属性都不能取空值。

2.3.3　参照完整性

1关系间的引用

在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的，存在着关系与关系间的引用。

【例1】学生实体、专业实体

学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）

专业（专业号，专业名）

·学生关系引用了专业关系的主码“专业号”。

·学生关系中的“专业号”值必须是确实存在的专业的专业号，即专业关系中有该专业的记录。

【例2】学生、课程、学生与课程之间的多对多联系

学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）

课程（课程号，课程名，学分）

选修（学号，课程号，成绩）

学生：

课程：

学生选课：

【例3】学生实体及其内部的一对多联系

学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）

·“学号”是主码，“班长”是外码，它引用了本关系的“学号”；

·“班长”必须是确实存在的学生的学号。

2外码（Foreign Key）

·设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码K_s相对应，则称F是基本关系R的外码

·基本关系R称为参照关系（Referencing Relation）

·基本关系S称为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation）

【例1】学生关系的“专业号”与专业关系的主码“专业号”相对应

·“专业号”属性是学生关系的外码；

·专业关系是被参照关系，学生关系为参照关系。

【例2】选修关系的“学号”与学生关系的主码“学号”相对应；

选修关系的“课程号”与课程关系的主码“课程号”相对应。

·“学号”和“课程号”是选修关系的外码；

·学生关系和课程关系均为被参照关系；

·选修关系为参照关系。

【例3】“班长”与本身的主码“学号”相对应。

·“班长”是外码；

·学生关系既是参照关系也是被参照关系。

说明：

·关系R和S不一定是不同的关系；

·目标关系S的主码K_s和参照关系的外码F必须定义在同一个（或一组）域上；

·外码并不一定要与相应的主码同名，当外码与相应的主码属于不同关系时，往往取相同的名字，以便于识别。

3参照完整性规则

【规则2.2】参照完整性规则

若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K_s相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：

·或者取空值（F的每个属性值均为空值）；

·或者等于S中某个元组的主码值。

【例1】学生关系中每个元组的“专业号”属性只取两类值：

（1）空值，表示尚未给该学生分配专业；

（2）非空值，这时该值必须是专业关系中某个元组的“专业号”值，表示该学生不可能分配一个不存在的专业。

【例2】选修（学号，课程号，成绩）

“学号”和“课程号”可能的取值：

（1）选修关系中的主属性，不能取空值；

（2）只能取相应被参照关系中已经存在的主码值。

【例3】学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）

“班长”属性值可以取两类值：

（1）空值，表示该学生所在班级尚未选出班长；

（2）非空值，该值必须是本关系中某个元组的学号值。

2.3.4　用户定义的完整性

·针对某一具体关系数据库的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。

·关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制，以便用统一的系统的方法处理它们，而不要由应用程序承担这一功能。

例：课程（课程号，课程名，学分）

“课程号”属性必须取惟一值，非主属性“课程名”也不能取空值，“学分”属性只能取值{1，2，3，4}。