实验三 数据完整性实验

河南工业大学实验报告

课程 数据库系统原理及应用_ 实验名称： 实验三 数据完整性实验

院 系____++信息科学与工程学院++ ____ 专业班级__++物联网2303++

姓 名++杜子健 _++ 学 号++231040700302++

指导老师：++张梦雅++ 日 期++2025-11-26++

• 实验目的
  1. 熟练掌握表的建立和数据完整性速描定义方法，实践DBMS提供的数据完整性功能，加深对数据完整性的理解。
  2. 用CREATE TABLE命令建立表并定义数据完整性约束，并用ALTER TABLE命令修改表结。
  3. 结合具体例子能真正掌握主键和外键的概念。
• 实验内容
  1. 实体完整性的定义和维护方法。
  2. 参照完整性的定义和维护方法。
  3. 用户自定义完整性的定义和维护方法。
• 实验要求、过程及结果

参照下图建立要求的"粮食物资厂库管理系统数据库"及其对应的表，并定义表的完整性约束，要求：

1、使用Create table命令建立该数据库的表，并按照表格要求定义各个表的完整性约束；

2、使用Alter table命令按如下要求修改表结构：

a）为订购单增加一个新的字段"交付日期"，类型为日期时间型，默认是空值。

b）为订单明细表的"数量"字段重新定义约束：大于0，小于等于3000的正整数，不允许为空值。

c）将供应商表的供应商名字段的类型修改为varchar(50)。

3、请自行设计SQL语句验证完整性约束是否起作用。

（一）实验前提：明确 "粮食物资厂库管理系统数据库" 表结构

根据实验要求，系统包含以下核心表（字段、类型、约束说明如下）：

|------------------|-----------------|--------------|-----------------------------------------------------------|
| 表名 | 字段名 | 数据类型 | 完整性约束要求 |
| 供应商表（Supplier） | 供应商编号（SupID） | CHAR(6) | 主键（实体完整性），非空 |
| | 供应商名称（SupName） | VARCHAR(30) | 非空（用户自定义完整性） |
| | 联系电话（Phone） | CHAR(11) | 无 |
| 粮食品种表（Grain） | 品种编号（GrainID） | CHAR(8) | 主键（实体完整性），非空 |
| | 品种名称（GrainName） | VARCHAR(20) | 非空（用户自定义完整性），唯一（用户自定义完整性） |
| | 单价（Price） | DECIMAL(8,2) | 大于 0（用户自定义完整性） |
| 仓库表（Warehouse） | 仓库编号（WHID） | CHAR(4) | 主键（实体完整性），非空 |
| | 仓库名称（WHName） | VARCHAR(20) | 非空（用户自定义完整性） |
| | 存储容量（Capacity） | INT | 大于 0（用户自定义完整性） |
| 订购单表（Order） | 订单编号（OrderID） | CHAR(10) | 主键（实体完整性），非空 |
| | 供应商编号（SupID） | CHAR(6) | 外键（参照 Supplier 表的 SupID，参照完整性） |
| | 订购日期（OrderDate） | DATE | 非空（用户自定义完整性） |
| 订单明细表（OrderItem） | 明细 ID（ItemID） | INT | 主键（实体完整性），自增（方便插入） |
| | 订单编号（OrderID） | CHAR(10) | 外键（参照 Order 表的 OrderID，参照完整性） |
| | 品种编号（GrainID） | CHAR(8) | 外键（参照 Grain 表的 GrainID，参照完整性） |
| | 数量（Quantity） | INT | 非空，大于 0（用户自定义完整性，后续需用 ALTER TABLE 修改约束为 0<Quantity≤3000） |

（二）实验步骤 1：使用 CREATE TABLE 命令建立表并定义完整性约束

1. 创建数据库

首先创建实验用数据库，避免与其他数据库冲突：

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| CREATE DATABASE GrainManagementSystem DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4; USE GrainManagementSystem; -- 切换到该数据库 |

2. 按顺序创建表（先创建无外键的表，再创建有外键的表，避免参照错误）

（1）创建供应商表（Supplier）------ 无外键

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| CREATE TABLE Supplier ( SupID CHAR(6) PRIMARY KEY, -- 实体完整性：主键约束（唯一+非空） SupName VARCHAR(30) NOT NULL, -- 用户自定义完整性：非空约束 Phone CHAR(11) ); |

（2）创建粮食品种表（Grain）------ 无外键

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| CREATE TABLE Grain ( GrainID CHAR(8) PRIMARY KEY, -- 实体完整性：主键约束 GrainName VARCHAR(20) NOT NULL UNIQUE, -- 用户自定义完整性：非空+唯一约束 Price DECIMAL(8,2) CHECK (Price > 0) -- 用户自定义完整性：检查约束（单价>0） ); |

（3）创建仓库表（Warehouse）------ 无外键

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| CREATE TABLE Warehouse ( WHID CHAR(4) PRIMARY KEY, -- 实体完整性：主键约束 WHName VARCHAR(20) NOT NULL, -- 用户自定义完整性：非空约束 Capacity INT CHECK (Capacity > 0) -- 用户自定义完整性：检查约束（容量>0） ); |

（4）创建订购单表（Order）------ 含外键（参照供应商表）

|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| CREATE TABLE `Order` ( -- Order是MySQL关键字，需用反引号包裹 OrderID CHAR(10) PRIMARY KEY, -- 实体完整性：主键约束 SupID CHAR(6) NOT NULL, -- 外键依赖字段，非空 OrderDate DATE NOT NULL, -- 用户自定义完整性：非空约束 -- 参照完整性：外键约束（SupID参照Supplier表的SupID） FOREIGN KEY (SupID) REFERENCES Supplier(SupID) ); |

（5）创建订单明细表（OrderItem）------ 含多个外键

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| CREATE TABLE OrderItem ( ItemID INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 实体完整性：主键自增（避免手动输入重复） OrderID CHAR(10) NOT NULL, -- 外键依赖字段，非空 GrainID CHAR(8) NOT NULL, -- 外键依赖字段，非空 Quantity INT NOT NULL, -- 临时非空约束，后续需修改检查条件 -- 参照完整性：外键约束（OrderID参照Order表的OrderID） FOREIGN KEY (OrderID) REFERENCES `Order`(OrderID), -- 参照完整性：外键约束（GrainID参照Grain表的GrainID） FOREIGN KEY (GrainID) REFERENCES Grain(GrainID) ); |

（三）实验步骤 2：使用 ALTER TABLE 命令修改表结构

1. 为订购单表（Order）增加 "交付日期" 字段

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| ALTER TABLE `Order` ADD COLUMN 交付日期 DATE NULL DEFAULT NULL; -- 日期时间型，默认空值 |

2. 为订单明细表（OrderItem）的 "数量" 字段重新定义约束

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| ALTER TABLE OrderItem MODIFY COLUMN Quantity INT NOT NULL CHECK (Quantity > 0 AND Quantity <= 3000); -- 0<数量≤3000，非空 |

3. 修改供应商表（Supplier）的 "供应商名称" 字段类型

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| ALTER TABLE Supplier MODIFY COLUMN SupName VARCHAR(50); -- 从VARCHAR(30)改为VARCHAR(50) |

（四）实验步骤 3：设计 SQL 语句验证完整性约束是否起作用

1. 验证实体完整性（主键约束）

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| INSERT INTO Supplier (SupID, SupName, Phone) VALUES ('S00001', '河南粮食贸易有限公司', '13800138000'); |

|--------------------------------------------------------------------------------------------|
| INSERT INTO Supplier (SupID, SupName, Phone) VALUES ('S00001', '郑州粮油配送中心', '13900139000'); |

|---------------------------------------------------------------------------------------|
| INSERT INTO Supplier (SupID, SupName, Phone) VALUES (NULL, '洛阳粮食加工厂', '13700137000'); |

2. 验证参照完整性（外键约束）

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| INSERT INTO `Order` (OrderID, SupID, OrderDate, 交付日期) VALUES ('O2025112601', 'S00001', '2025-11-26', NULL); |

|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| INSERT INTO `Order` (OrderID, SupID, OrderDate, 交付日期) VALUES ('O2025112602', 'S99999', '2025-11-26', '2025-12-01'); |

3. 验证用户自定义完整性（非空、检查约束）

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| INSERT INTO Grain (GrainID, GrainName, Price) VALUES ('G20250001', '小麦', -2.5); |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| -- 先插入合法粮食品种 INSERT INTO Grain (GrainID, GrainName, Price) VALUES ('G20250001', '小麦', 2.5); -- 插入非法数量的订单明细 INSERT INTO OrderItem (OrderID, GrainID, Quantity) VALUES ('O2025112601', 'G20250001', 3001); |

|--------------------------------------------------------------------------------------|
| INSERT INTO Supplier (SupID, SupName, Phone) VALUES ('S00002', NULL, '13600136000'); |

（五）最终表结构确认

执行以下 SQL 查看所有表结构，确认约束均已正确定义：

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| -- 查看表结构 DESCRIBE Supplier; DESCRIBE Grain; DESCRIBE Warehouse; DESCRIBE `Order`; DESCRIBE OrderItem; |

五、实验中的问题及心得

数据完整性是数据库设计的核心，实体完整性（主键）保证了数据的唯一性，参照完整性（外键）保证了表之间的关联一致性，用户自定义完整性则满足了具体业务需求，三者缺一不可，能有效避免脏数据的产生。

创建表时需注意顺序：必须先创建被参照的表（如 Supplier、Grain），再创建参照表（如 Order、OrderItem），否则外键约束无法建立；同时要避免使用数据库关键字作为表名 / 字段名，如需使用需用反引号包裹。

ALTER TABLE 命令功能强大，但修改表结构时需谨慎，尤其是修改字段类型或删除约束时，可能影响已存储的数据；修改外键或检查约束前，需先确保现有数据符合新约束，否则会修改失败。

通过本次实验，我不仅熟练掌握了 CREATE TABLE 和 ALTER TABLE 的使用方法，更深刻理解了主键和外键的实际意义 ------ 主键是表的 "唯一标识"，外键是表之间的 "桥梁"，合理设计完整性约束能让数据库更稳定、更可靠。

验证约束的过程很重要，只有通过正反例测试（合法数据插入成功，非法数据插入失败），才能确认约束真正生效，这也培养了我严谨的实验态度。