【视图与数据完整性】：2个步骤在虚拟表中实现约束的继承与应用

 # 1. 视图与数据完整性的基础理论 在数据管理和数据库设计中，数据完整性是确保数据质量的重要方面。它涉及数据的准确性、一致性和可靠性，是数据库维护的核心组成部分。数据完整性主要分为实体完整性、域完整性和参照完整性，它们共同确保了数据的准确性和一致性。 完整性规则通常通过约束来实现，这些约束包括但不限于主键约束、外键约束、唯一性约束和非空约束等。它们规定了数据必须遵守的规则，帮助防止数据的错误和不一致，从而保证了数据的正确性。 在本章中，我们将探讨数据完整性与视图之间的关系，了解视图是如何通过数据完整性约束来加强数据的准确性和可靠性，以及这些视图如何能够有效地表示底层数据结构，从而为不同的数据处理任务提供便利。通过深入理解这些概念，我们可以更好地掌握数据库管理系统中虚拟表和数据完整性约束的应用。 # 2. 构建虚拟表和数据完整性约束 ## 2.1 创建虚拟表的基本方法 ### 2.1.1 定义虚拟表的作用和场景 虚拟表，也被称为视图(View)，在数据库系统中是根据SQL语句的结果集构建的，它是一种虚拟存在的表，其行为和常规表类似，但实际并不存储数据。虚拟表常用于以下几个场景： - **数据抽象**：为不同的用户群体提供定制化的数据视图，隐藏数据的复杂性和实现细节。 - **安全性**：通过视图限制用户对基础表的直接访问，保护数据的安全。 - **简化操作**：对于复杂查询，可以创建视图来简化操作，提高开发效率。 - **保持数据独立性**：当基础表结构发生变化时，视图可以作为中介来减少对应用程序的影响。 ### 2.1.2 利用SELECT语句构建基础虚拟表 构建虚拟表主要通过执行`CREATE VIEW`语句，它基于一个或多个表，甚至可以是其他视图的查询结果。以下是一个简单的例子来展示如何创建一个虚拟表： ```sql CREATE VIEW EmployeeSales AS SELECT e.employee_name, SUM(o.amount) AS total_sales FROM employees e JOIN orders o ON e.employee_id = o.employee_id GROUP BY e.employee_name; ``` 在这个例子中，我们创建了一个名为`EmployeeSales`的视图，它将`employees`和`orders`两个表关联起来，并显示每个员工的销售额总和。这个视图可以帮助我们快速得到每个员工的销售业绩。 创建视图时要注意，视图中不包含数据，而是存储了视图定义的SQL语句。当访问视图时，数据库系统会动态地运行这个SQL语句，并将结果展现给用户。 ## 2.2 实现基本的数据完整性约束 ### 2.2.1 理解数据完整性的含义与分类 数据完整性是指数据库中数据的准确性和一致性。数据完整性分为四类： - **实体完整性**：确保每个实体都有唯一的标识符。 - **域完整性**：保证数据的类型、格式和允许值的限制。 - **引用完整性**：确保外键值匹配相应主键值，或为NULL。 - **用户定义完整性**：根据实际应用需求自定义约束。 ### 2.2.2 在虚拟表中定义非空约束和唯一约束 在创建虚拟表时，虽然不能直接在视图上添加非空约束或唯一约束，但可以通过引用的基表来实现这一点。例如，如果基表中有一个字段定义了非空或唯一约束，那么在视图中选择这个字段时，也会继承这个约束的特性。如果需要在视图中强制某些字段满足约束，应该在基表上进行定义。 ```sql ALTER TABLE employees MODIFY COLUMN employee_name VARCHAR(100) NOT NULL; ``` 在此例中，我们假设在`employees`表中添加了一个非空约束到`employee_name`字段，那么在任何引用这个字段的视图中，`employee_name`都不能是NULL。 ### 2.2.3 应用主键约束和外键约束 由于视图是基于其他表或视图的结果集，它们通常不能包含主键约束。但是，如果视图是一个可更新的视图（即视图是基于一个可更新的基表），并且视图定义中的字段构成了主键，那么这个视图可以拥有主键约束。外键约束同样受限，只能在视图基于的基表上定义，因为它们必须引用实际存在的列。 然而，视图可以表示出数据间的关系，即使它们不能直接拥有外键约束。在需要维护引用完整性时，应确保操作是直接作用于基表的。在某些数据库系统中，可以使用`WITH CHECK OPTION`子句确保对视图的所有修改操作符合视图定义中指定的条件。 ```sql CREATE VIEW EmployeeSales AS SELECT e.employee_name, SUM(o.amount) AS total_sales FROM employees e JOIN orders o ON e.employee_id = o.employee_id GROUP BY e.employee_name WITH CHECK OPTION; ``` 这个语句在创建视图的同时，确保通过视图对数据的任何修改都会遵守视图定义的规则。这不等同于外键约束，但提供了一定级别的数据完整性保证。 # 3. 视图中的数据完整性约束继承 #### 3.1 视图中约束继承的原理与实现 ##### 3.1.1 探索视图与基础表之间的关系 视图，作为数据库中虚拟表的一种形式，是基于SQL语句的结果集的可视化表现。它并不存储数据本身，而是存储SQL查询语句，数据库引擎在视图被查询时执行这些语句，返回实时数据。这一特性使得视图在数据安全性、数据抽象和复杂查询简化方面有着独特的应用。 在讨论视图和基础表的关系时，首要考虑的是视图依赖于基础表或其他视图。视图只是对数据的一个抽象层面，基础表的数据变更会反映到视图中。然而，在数据完整性约束的继承上，视图的行为就显得更为复杂。视图可以继承基础表的某些约束，比如非空约束和唯一约束，但视图不能继承自增约束、主键约束或外键约束。这是因为视图通常只代表基础表中部分数据的投影，不具备存储数据的物理结构。 ##### 3.1.2 实现视图中的数据完整性约束继承 在视图中实现约束继承，我们需要考虑视图能否维护数据的完整性。视图虽然可以引用基础表的约束来保证数据的一致性，但是视图本身不存储数据，其数据的维护依然依赖于基础表。因此，当通过视图插入或更新数据时，这些操作实际上是转换成了对基础表的操作。 在一些数据库系统中，视图可以有自己独立的检查约束（CHECK constraint）和非空约束（NOT NULL constraint）。例如，在SQL Server中，视图可以包含CHECK约束，用以确保从视图返回的值满足一定的条件。非空约束则是确保视图返回的某一列不包含空值。当视图的定义语句中包含这些约束时，对视图的任何更新尝试，如果违反了这些约束，都会导致操作失败。 ```sql CREATE VIEW SalesSummary AS SELECT CustomerID, SUM(SalesAmount) AS TotalSales FROM Sales GROUP BY CustomerID WITH CHECK OPTION; -- 添加 CHECK OPTION 来确保插入或更新都满足视图定义的条件 ``` 在上面的例子中，`WITH CHECK OPTION` 确保所有对视图 `SalesSummary` 的更新或插入操作都满足由 `GROUP BY` 产生的聚合逻辑。 #