数据库系统中的数据完整性

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摘要：数据库的数据完整性是设计数据库的核心内容，一个数据库的完整性约束设计的好坏，将直接影响到这个数据库的性能，同时也会影响到整个数据库的开发，因此一个好的数据库需要严格考虑其完整性约束。该文主要结合学生成绩管理系统，介绍了在SQL Server2005数据库应用系统中，实现数据完整性的设计方法。

关键词：数据库；数据完整性；约束

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)16-3770-02

SQL Server 2005是微软公司具有里程碑意义的企业级数据库产品。既是安全、可靠、高效的企业级数据管理平台又是先进、一体化的商业智能平台以及极具扩展性和灵活性的开发平台。本文以学生成绩管理系统为例，来介绍数据库系统中数据的完整性。

数据的完整性是指数据的精确性和可靠性，主要用于保证数据库中数据的质量。可以从两个方面来理解数据的完整性：(1)数据的准确性，即每个字段的取值必须满足一定的数据类型、取值范围和约束等;(2)数据的一致性，即相关表格各字段的取值必须互相匹配。在数据库应用系统中，保证数据的完整性是设计数据库的最基本的要求;数据完整性设计的好坏，直接关系到数据库系统的正确性、一致性和可靠性，甚至关系到整个数据库系统的成败。

当我们在数据库系统中使用INSERT、DELETE和UPDATE语句修改数据库时，数据的完整性就有可能遭到人为的破坏。为了保证数据的正确性，为了保护数据库内容的一致性，可以通过SQL Server对数据库添加一个或多个数据完整性约束。这些约束即可以限制数据库中字段的取值，也可以保护数据库定的数据不被任意删除。

在SQL Server数据库系统中，数据的完整性主要有以下3类：

1）实体完整性; 即保证表中的每一行数据在该表中是唯一的。为了保证实体完整性， 必须指定表中的一个字段或多个字段的组合作为它的主键(primary key) 。一个表只能含有一个主键，而且主键的值不能为空，不可重复。

2）域完整性: 是指数据库表中的字段必须满足某种特定的数据类型或约束，数据类型是指某个字段的取值必须满足一定的数据格式，例如，日期字段必须是datetime或smalldatetime，约束可以包括限制类型、限制格式或限制可能值的范围等。

3）参照完整性：是指在数据库表中输入或删除记录时，包含主关键字(primary key)的主表和包含外关键字(foreign key)的从表的数据必须对应一致，保证了表之间数据的一致性。防止数据的丢失或无意义的数据在数据库中扩散。

在SQL Server 2005中可以通过两种方法来实现数据完整性:定义表格的完整性约束以使用索引和触发器。

1 定义表格的完整性约束

该方法是在sql语句中，通过添加约束来实现数据的完整性。主要约束有：非空(not null)约束、默认值(default)约束、唯一(unique)约束、主键(primary key)约束、外键(foreign key)约束、检查(check)约束、默认值（default）、规则（rule）等。这种方法的主要特点是定义简单、安全可靠、维护方便。

1）非空约束(not null)是指某个字段的取值在没有指定默认值的情况下不能为空;默认值(default)约束是指当用INSERT语句向数据库表中插入数据时，如果没有为某一个字段指定数据，SQL Server 会自动输入预定值，每个字段只能有一个默认值约束；检查约束(check)是用来验证字段输入内容的规则，是指某一个字段必须满足检查约束的条件，若不满足，数据就无法正常输入，可以对表中的每个字段设置检查约束。

例如，在学生成绩管理系统中，创建学生信息表时，限定学号Sno、姓名Sname、性别Ssex出生日期Sbirthdate、籍贯Sborn等列值不允许为空; 性别Ssex的检查约束为“男”或“女”。

Create table student

(

Sno int not null,

Sname char(10) not null,

Ssexchar(2) check (Ssex=‘男’ or Ssex=’女’) not null,

Sbirthdate smalldatetime not null,

Sborn char(50) not null

)

执行sql语句后，当向学生表student里录入数据时，上述字段必须有内容，不能为空，性别Ssex字段只能接受“男”或“女”两个取值，否则数据不能成功插入到数据库中。

2）主键约束(primary key)和唯一约束(unique)，二者都是指某个字段或某几个字段组合取值的唯一性，防止在该字段或字段的组合中出现重复的值。一个表中，可以包含多个唯一约束，但只能有一个主键约束，唯一约束指定的列可以为空，但主键约束所在的列不允许为空。

例如，创建系部信息表时，对列系部编号Dno创建主键约束，对系部名称Dname创建唯一约束。

Create table department

(

Tno int not null primary key,

Tname char(10) not null unique,

)

执行语句后，当向系部信息表department中录入数据时，字段Tno和Tname不能录入重复值。

3）外键约束(foreignkey),是指如果两个表有共同的字段，可以利用外部关键字与主关键字将两个表关联起来。包含主关键字(primary key)的主表和包含外关键字(foreign key)的从表的数据必须对应一致，保证了表之间数据的一致性。例如，在学生信息表中，学生的学号Sno是该表的主键，同时它也是成绩表的外键，成绩表中学号Sno字段下的数据必须和学生信息表中的学号Sno一致。

4）默认值（default），类似于前面提到的默认值（default）约束，也是用来设置字段的默认值输入。它与默认值约束不同的是，它是一种数据库对象，在数据库中创建默认值对象后，可以将其绑定到多个数据表的一个或多个列应用，而默认值约束只能约束一个表中的列。

5）规则（rule）， 类似于检查约束(check)，是对存储在表中的列或者用户自定义数据类型的取值范围的规定或限制，它与检查约束可以同时使用，一个表中可以有一个规则或多个检查约束，但检查约束不能直接作用于用户自定义的数据类型。规则也是一种数据库对象，不限定于特定表，可以将其绑定到其他表的列中使用。

例如， 学生信息表中的出生日期Sbirthdate列，为其创建一个日期规则rl_date，使出生日期在1900-1-1至2000-1-1之间，并将此规则通过存储过程绑定到教师信息表的出生日期字段列Tbirthdate上。

Create rule rl_date as @date>=’1900-1-1’and @date

Exec sp_bindrule ‘rl_date’,’teacher.Tbirthdate’--将创建的规则绑定到teacher的Tbirthdate字段列

执行语句后，当向学生信息表和教师信息表里录入数据时，出生日期字段只能接受1900-1-1至2000-1-1之间的数据。

2 使用索引和触发器

1）索引（index）是一种重要的数据对象，是指表中数据和相应存储位置的列表。通过创建索引，可以提高数据的查询效率，这是索引在数据库中最重要的作用。此外，索引还类似于唯一约束(unique)，可以用来保证列值的唯一性。

2）触发器（trigger）是一种特殊类型的存储过程，但不需要用EXEC命令调用，而是在某个指定的事件执行时被激活，触发器可以指定一定的业务规则，用于约束、默认值和规则的完整性检查，防止对数据进行不正确、未授权或不一致的修改，还可以完成难以用普通约束实现的复杂功能的限制。

通过上述分析可见，在SQL Server2005数据库应用系统中，可以通过多种方法来实现数据的完整性，每种方法各有不同的特点，在实际应用过程中，可根据各数据库系统不同的需要，灵活选择合适的一种或多种方法来建立数据的完整性机制。

参考文献：

[1] 钱冬云,周雅静.Microsoft SQL Server2005 数据库应用技术[M].北京:清华大学出版社,2010.

[2] 赵俊岚,文东.数据库系统开发基础与项目实训:基于SQL Server 2005[M].北京:中国人民大学出版社,北京:北京科海电子出版社,2009.