2.3　關系的完整性

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2.3.1　關系的三類完整性約束

·實體完整性和參照完整性：

關系模型必須滿足的完整性約束條件

稱為關系的兩個不變性，應該由關系系統自動支持

·用戶定義的完整性：

應用領域需要遵循的約束條件，體現了具體領域中的語義約束

2.3.2　實體完整性

【規則2.1】實體完整性規則（Entity Integrity）

若屬性A是基本關系R的主屬性，則屬性A不能取空值

例：SAP（SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE）

POSTGRADUATE：主碼（假設研究生不會重名）不能取空值。

實體完整性規則的說明：

（1）實體完整性規則是針對基本關系而言的。一個基本表通常對應現實世界的一個實體集。

（2）現實世界中的實體是可區分的，即它們具有某種唯一性標識。

（3）關系模型中以主碼作為唯一性標識。

（4）主碼中的屬性即主屬性不能取空值。

主屬性取空值，就說明存在某個不可標識的實體，即存在不可區分的實體，這與第（2）點相矛盾，因此這個規則稱為實體完整性。

注意：實體完整性規則規定基本關系的所有主屬性都不能取空值，而不僅是主碼整體不能取空值。

例：選修（學號，課程號，成績）

“學號、課程號”為主碼，則學號和課程號兩個屬性都不能取空值。

2.3.3　參照完整性

1關系間的引用

在關系模型中實體及實體間的聯系都是用關系來描述的，存在著關系與關系間的引用。

【例1】學生實體、專業實體

學生（學號，姓名，性別，專業號，年齡）

專業（專業號，專業名）

·學生關系引用了專業關系的主碼“專業號”。

·學生關系中的“專業號”值必須是確實存在的專業的專業號，即專業關系中有該專業的記錄。

【例2】學生、課程、學生與課程之間的多對多聯系

學生（學號，姓名，性別，專業號，年齡）

課程（課程號，課程名，學分）

選修（學號，課程號，成績）

學生：

課程：

學生選課：

【例3】學生實體及其內部的一對多聯系

學生（學號，姓名，性別，專業號，年齡，班長）

·“學號”是主碼，“班長”是外碼，它引用了本關系的“學號”；

·“班長”必須是確實存在的學生的學號。

2外碼（Foreign Key）

·設F是基本關系R的一個或一組屬性，但不是關系R的碼。如果F與基本關系S的主碼K_s相對應，則稱F是基本關系R的外碼

·基本關系R稱為參照關系（Referencing Relation）

·基本關系S稱為被參照關系（Referenced Relation）或目標關系（Target Relation）

【例1】學生關系的“專業號”與專業關系的主碼“專業號”相對應

·“專業號”屬性是學生關系的外碼；

·專業關系是被參照關系，學生關系為參照關系。

【例2】選修關系的“學號”與學生關系的主碼“學號”相對應；

選修關系的“課程號”與課程關系的主碼“課程號”相對應。

·“學號”和“課程號”是選修關系的外碼；

·學生關系和課程關系均為被參照關系；

·選修關系為參照關系。

【例3】“班長”與本身的主碼“學號”相對應。

·“班長”是外碼；

·學生關系既是參照關系也是被參照關系。

說明：

·關系R和S不一定是不同的關系；

·目標關系S的主碼K_s和參照關系的外碼F必須定義在同一個（或一組）域上；

·外碼并不一定要與相應的主碼同名，當外碼與相應的主碼屬于不同關系時，往往取相同的名字，以便于識別。

3參照完整性規則

【規則2.2】參照完整性規則

若屬性（或屬性組）F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼K_s相對應（基本關系R和S不一定是不同的關系），則對于R中每個元組在F上的值必須為：

·或者取空值（F的每個屬性值均為空值）；

·或者等于S中某個元組的主碼值。

【例1】學生關系中每個元組的“專業號”屬性只取兩類值：

（1）空值，表示尚未給該學生分配專業；

（2）非空值，這時該值必須是專業關系中某個元組的“專業號”值，表示該學生不可能分配一個不存在的專業。

【例2】選修（學號，課程號，成績）

“學號”和“課程號”可能的取值：

（1）選修關系中的主屬性，不能取空值；

（2）只能取相應被參照關系中已經存在的主碼值。

【例3】學生（學號，姓名，性別，專業號，年齡，班長）

“班長”屬性值可以取兩類值：

（1）空值，表示該學生所在班級尚未選出班長；

（2）非空值，該值必須是本關系中某個元組的學號值。

2.3.4　用戶定義的完整性

·針對某一具體關系數據庫的約束條件，反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求。

·關系模型應提供定義和檢驗這類完整性的機制，以便用統一的系統的方法處理它們，而不要由應用程序承擔這一功能。

例：課程（課程號，課程名，學分）

“課程號”屬性必須取惟一值，非主屬性“課程名”也不能取空值，“學分”屬性只能取值{1，2，3，4}。