第3章 关系数据库标准语言SQL
2024-05-09 17:28:29
文章目录
- 3.1 SQL概述
- 3.1.1 SQL的产生于发展
- 3.1.2 SQL特点
- 3.1.3 SQL的基本概念
- 3.2 学生-课程数据库
- 3.3 数据定义
- 3.3.1 模式的定义与删除
- 3.3.2 基本表的定义、修改与修改
- 3.3.2.1 定义基本表
- 3.3.2.2 数据类型
- 3.3.2.3 模式与表
- 3.3.2.4 修改基本表
- 3.3.2.5 删除基本表
- 3.3.3 索引的建立与删除
- 3.3.3.1 建立索引
- 3.3.3.2 修改索引
- 3.3.3.3 删除索引
- 3.3.4 数据字典
- 3.4 数据查询
- 3.4.1 单表查询
- 1.选择表中的若干列
- 2. 选择表中的若干元组
- 3.4.2 连接查询
- 3.4.3 嵌套查询
- 3.4.4 集合查询
- 3.4.5 基于派生表的查询
- 3.4.6 SELECT语句的一般格式
- 3.5 数据更新
- 3.5.1 插入数据
- 3.5.2 修改数据
- 3.5.3 删除数据
- 3.6 空值的处理
- 3.7 视图
- 3.7.1 定义视图
- 3.7.2 查询视图
- 3.7.3 更新视图
- 3.8 小结
3.1 SQL概述
3.1.1 SQL的产生于发展
3.1.2 SQL特点
3.1.3 SQL的基本概念
3.2 学生-课程数据库
学生表：Student（Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept）
课程表：Course（Cno,Cname,Cpno,Ccredit）
学生选课表：SC（Sno,Cno,Grade）
Student
| 学号（Sno） | 姓名（Sname） | 性别（Ssex） | 年龄（Sage） | 所在系（Sdept） |
|---|---|---|---|---|
| 201215121 | 李勇 | 男 | 20 | CS |
| 201215122 | 刘晨 | 女 | 19 | CS |
| 201215123 | 王敏 | 女 | 18 | MA |
| 201215125 | 张立 | 男 | 19 | IS |
Course
| 课程号（Cno） | 课程名（Cname） | 先行课（Cpno） | 学分（Credit） |
|---|---|---|---|
| 1 | 数据库 | 5 | 4 |
| 2 | 数学 | 2 | |
| 3 | 信息系统 | 1 | 4 |
| 4 | 操作系统 | 6 | 3 |
| 5 | 数据结构 | 7 | 4 |
| 6 | 数据处理 | 2 | |
| 7 | PASCAL语言 | 6 | 4 |
SC
| 学号（Sno） | 课程号（Cno） | 成绩（Grade） |
|---|---|---|
| 201215121 | 1 | 92 |
| 201215121 | 2 | 85 |
| 201215121 | 3 | 88 |
| 201215122 | 2 | 90 |
| 201215122 | 3 | 80 |
3.3 数据定义
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数据定义功能
模式定义
表定义
视图定义
索引定义
| 操作对象 | 创建 | 删除 | 修改 |
|---|---|---|---|
| 模式 | CREATE SCHEMA | DROP SCHEMA | |
| 表 | CREATE TABLE | DROP TABLE | ALTER TABLE |
| 视图 | CREATE VIEW | DROP VIEW | |
| 索引 | CREATE INDEX | DROP INDEX | ALTER INDEX |
SQL标准不提供模式定义和修改视图定义的操作
一个关系数据库管理系统的实例中可以建立多个数据库，一个数据库中可以建立多个模式，一个模式下通常包含多个表、视图和索引等数据库对象。
3.3.1 模式的定义与删除
CREATE SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名>[<表定义子句>|<视图定义子句>|<授权定义子句>]
没有指定<模式名>，那么模式名隐含为<用户名>
要创建模式，调用该命令的用户必须拥有数据库管理权限，或者获得了数据库管理系统授予的CREATE SCHEMA 权限。
详情
DROP SCHEMA <模式名><CASCADE|RESTRICT>
级联（CASCADE）：删除该模式的同时把所有数据库对象全部删除。
限制（RESTRICT）：如果该模式下已定义数据库对象，则拒绝执行。
3.3.2 基本表的定义、修改与修改
3.3.2.1 定义基本表
create table < 表名 > (< 列名 > < 数据类型 > [ 列级完整性约束 ],[< 列名 > < 数据类型 > [ 列级完整性约束 ]]...[,<表级完整性约束条件>]);
建表的同时通常要定义域该表有关的完整性约束条件：
- 完整性约束条件涉及单个属性列时，定义在列级上
- 完整性约束条件涉及多个属性列时，定义在表级上
先创建数据库mydb
[例3.5]建立一个“学生”表Student
CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,Sname CHAR(20) UNIQUE,Ssex CHAR(2),Sage SMALLINT,Sdept CHAR(20)
)
[例3.6]建立一个“课程”表Course
CREATE TABLE Course (Cno CHAR(4) PRIMARY KEY,Cname CHAR(20) NOT NULL,Cpno CHAR(4),Credit SMALLINT,FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course (Cno)
)
[例3.7]建立学生选课表SC
CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9),Cno CHAR(4),Grade SMALLINT,PRIMARY KEY (Sno, Cno),FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student (Sno),FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course (Cno)
)
3.3.2.2 数据类型
sql数据类型
考虑数据的存储也要考虑对数据的操作
3.3.2.3 模式与表
#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .label{font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family);fill:#333;color:#333}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .label text{fill:#333}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node rect,#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node circle,#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node ellipse,#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node polygon,#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370db;stroke-width:1px}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node .label{text-align:center;fill:#333}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .node.clickable{cursor:pointer}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .arrowheadPath{fill:#333}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .edgePath .path{stroke:#333;stroke-width:1.5px}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .flowchart-link{stroke:#333;fill:none}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .edgeLabel rect{opacity:0.9}#mermaid-svg-u3UJRYVX1dmT0HOY .edgeLabel 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模式
基本表1
基本表2
基本表n
- 在表名中明显给出模式名
- 创建模式语句中同时创建表
- 设置所属的模式
当用户创建基本表（其他数据对象一样）时，若没有指定模式，系统根据搜索路径（search path）来确定对象所属的模式。
SHOW search_path;
搜索路径默认值是$user，PUBLIC：首先搜索与用户名相同的模式名，如果不存在，则使用PUBLIC模式。
SET search_path TO "模式名",PUBLIC
设置搜索路径，并使选中的模式名作为基本表所属的模式。
3.3.2.4 修改基本表
alter table < 表名 > [ ADD [ COLUMN ] < 新列名 > < 数据类型 > [ 完整性约束 ] [ ADD < 表级完整性约束 > ][ DROP [ COLUMN ] < 列名 > [ CASCADE | RESTRICT ] ] [ DROP CONSTRAINT < 完整性约束 > [ RESTRICT | CASCADE ] ] [ ALTER COLUMN < 列名 > < 数据类型 > ] ;
3.3.2.5 删除基本表
DROP TABLE <表名> [RESTRICT|CASCADE];
3.3.3 索引的建立与删除
当表的数据量较大时，查询操作比较耗时。建立索引是加快查询速度的有效手段。
数据库索引分类：
| 索引 | 原理 |
|---|---|
| 顺序文件上的索引 | 按指定的属性值升序或降序存储的关系，在该属性上建立一个顺序索引文件 |
| B+树索引 | 将索引属性组织成B+数形式，B+树的叶节点为属性值和对应的元组指针 |
| 散列索引 | 建立若干桶，将索引属性按照散列函数数值映射到相应桶中，桶中存放索引属性值和对应的元组指针 |
| 位图索引 | 位向量记录索引属性可能出项的值，每个位向量对应一个可能值 |
3.3.3.1 建立索引
CREATE [ UNIQUE ] [ CLUSTER ] INDEX < 索引名 >
ON < 表名 > (< 列名 > [ < 次序 > ] [,< 列名 > [ < 次序 > ] ] …) ;
3.3.3.2 修改索引
3.3.3.3 删除索引
DROP INDEX <索引名>;
3.3.4 数据字典
数据字典
3.4 数据查询
数据查询是数据库核心操作
SELECT [ALL|DISTINCT] <目标列表达式>[,<目标列表达式>] …
FROM <表名或视图名>[, <表名或视图名> ] …|(SELECT 语句)
[ WHERE <条件表达式> ]
[ GROUP BY <列名1> [ HAVING <条件表达式> ] ]
[ ORDER BY <列名2> [ ASC|DESC ] ];
- 根据WHERE子句的条件表达式从FROM子句指定的基本表、视图或派生表中找出满足条件的元组；
- 根据SELECT子句中的目标列表达式选出元组中的属性值形成结果表；
- 根据GROUP BY子句中分组表达式进行分组；
- 根据HAVING子句中的筛选表达式选出满足指定条件的组；
- 根据ORDER BY子句对结果表进行升序或降序排序。
3.4.1 单表查询
1.选择表中的若干列
- 查询指定列
[例1] 查询全体学生的学号与姓名
-- 查询全体学生的学号与姓名
SELECT Sno, Sname
FROM Student;
- 查询全部列
[例2] 查询全体学生的姓名、学号、所在系
-- 查询全部列
SELECT *
FROM Student;
[例2] 查询全体学生的姓名、学号、所在系
-- 查询全体学生的姓名、学号、所在系
SELECT Sname, Sno, Sdept
FROM Student;
- 查询经过计算的值
[例4] 查询全体学生的姓名及其出生年份
-- 查询全体学生的姓名及其出生年份
SELECT Sname, 2021 - Sage AS 出生年份
FROM Student;
[例5] 查询全体学生的姓名、出生年份和所在院系，要求用小写字母表示所有系名
-- 查询全体学生的姓名、出生年份和所在院系，要求用小写字母表示所有系名
SELECT Sname, 'Year of Birth:', 2021 - Sage, LOWER(Sdept)
FROM Student;
-- 取别名
SELECT Sname, 'Year of Birth:' AS BIRTH, 2021 - Sage AS BIRTHDAY, LOWER(Sdept) AS DEPARTMENT
FROM Student;
2. 选择表中的若干元组
- 消除取值重复的行
[例6] 查询选修了课程的学生学号
-- 消除取值重复的行
SELECT DISTINCT Sno
FROM SC;
- 查询满足条件的元组
| 查询条件 | 谓词 |
|---|---|
| 比较 | =，>，<，>=，<=，!=，<>，!>，!<；NOT+上述运算符 |
| 确定范围 | BETWEEN AND，NOT BETWEEN AND |
| 确定集合 | IN，NOT IN |
| 字符匹配 | LIKE，NOT LIKE |
| 空值 | IS NULL，IS NOT NULL |
| 多重条件（逻辑运算） | AND，OR，NOT |
- 比较大小
[例8]查询计算机科学系全体学生
-- 查询计算机科学系全体学生
SELECT Sname
FROM Student
WHERE (Sdept = 'CS');
[例9] 查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄
-- 查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄
SELECT Sname, Sage
FROM Student
WHERE (Sage < 20);
[例10]查询考试成绩不及格的学生学号
-- 查询考试成绩不及格的学生学号
SELECT DISTINCT Sno
FROM SC
WHERE (Grade < 60);
某个学生如果多门课程不合格只显示一次。
- 确定范围
[例11] 查询年龄在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄
-- 查询年龄在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄
SELECT Sname, Sdept, Sage
FROM Student
WHERE (Sage BETWEEN 20 AND 23);
[例12] 查询年龄不在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄
-- 查询年龄不在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄
SELECT Sname, Sdept, Sage
FROM Student
WHERE (Sage NOT BETWEEN 20 AND 23);
- 确定集合
[例13]查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别
-- 查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别
SELECT Sname, Ssex
FROM Student
WHERE (Sdept IN ('IS', 'MA', 'CS'));
[例14]查询既不是信息系、数学系，也不是计算机科学系的学生的姓名和性别
-- 查询既不是信息系、数学系，也不是计算机科学系的学生的姓名和性别
SELECT Sname, Ssex
FROM Student
WHERE (Sdept NOT IN ('IS', 'MA', 'CS'));
- 字符匹配
[NOT] LIKE '<匹配串>' [ESCAPE '<换码字符>' ]
%：代表任意长度的字符串
_ ：代表任意单个字符
[例15] 查询学号为201215121的学生的详细情况
-- 查询学号为201215121的学生的详细情况
SELECT *
FROM Student
WHERE (Sno LIKE '201215121');
[例16] 查询所有姓刘学生的姓名、学号和性别
-- 查询所有姓刘学生的姓名、学号和性别
SELECT Sname, Sno, Ssex
FROM Student
WHERE (Sname LIKE '刘%');
[例17] 查询姓"欧阳"且全名为三个汉字的学生的姓名
-- 查询姓"欧阳"且全名为三个汉字的学生的姓名
SELECT Sname
FROM Student
WHERE (Sname LIKE '欧阳__');
[例18] 查询名字中第2个字为"阳"字的学生的姓名和学号
-- 查询名字中第2个字为"阳"字的学生的姓名和学号
SELECT Sname, Sno
FROM Student
WHERE (Sname LIKE '阳%');
[例19] 查询所有不姓刘的学生姓名
-- 查询所有不姓刘的学生姓名
SELECT Sname, Sno, Ssex
FROM Student
WHERE (Sname NOT LIKE '刘%');
[例20] 查询DB_Design课程的课程号和学分
-- 查询DB_Design课程的课程号和学分
SELECT Cno, Credit
FROM Course
WHERE (Cname LIKE 'DB\_Design' ESCAPE '\');
[例21] 查询以"DB_"开头，且倒数第3个字符为i的课程的详细情况
-- 查询以"DB_"开头，且倒数第3个字符为i的课程的详细情况
SELECT *
FROM Course
WHERE (Cname LIKE 'DB\_%i__' ESCAPE '\');
- 设计空值的查询
[例22] 某些学生选修课程后没有参加考试，所以有选课记录，但没有考试成绩。查询缺少成绩的学生的学号和相应的课程号
-- 某些学生选修课程后没有参加考试，所以有选课记录，但没有考试成绩。查询缺少成绩的学生的学号和相应的课程号
SELECT Sno, Cno
FROM SC
WHERE (Grade IS NULL);
[例23] 查所有有成绩的学生学号和课程号
-- 查所有有成绩的学生学号和课程号。
SELECT Sno, Cno
FROM SC
WHERE (Grade IS NOT NULL);
- 多重条件查询
[例24] 查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名
-- 查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名
SELECT Sname
FROM Student
WHERE (Sdept = 'CS') AND (sage < 20);
- ORDER BY子句
[例25] 查询选修了3号课程的学生的学号及其成绩，查询结果按分数降序排列
-- 查询选修了3号课程的学生的学号及其成绩，查询结果按分数降序排列
SELECT Sno, Grade
FROM SC
WHERE (Cno = '3')
ORDER BY Grade DESC;
[例26] 查询全体学生情况，查询结果按所在系的系号升序排列同一系中的学生按年龄降序排列
-- 查询全体学生情况，查询结果按所在系的系号升序排列同一系中的学生按年龄降序排列
SELECT Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept
FROM Student
ORDER BY Sdept, Sage DESC;
- 聚集函数
| 聚集函数 | 作用 |
|---|---|
| COUNT(*) | 统计元组个数 |
| COUNT([DISTINCT|ALL] <列名>) | 统计一列中值的个数 |
| SUM([DISTINCT|ALL] <列名>) | 计算一列值的总和（此列必须为数值型） |
| AVG([DISTINCT|ALL] <列名>) | 计算一列值的平均值（此列必须为数值型） |
| MAX([DISTINCT|ALL] <列名>) | 求一列中的最大值 |
| MIN([DISTINCT|ALL] <列名>) | 求一列中的最小值 |
[例27] 查询学生总人数
-- 查询学生总人数。
SELECT COUNT(*) AS Expr1
FROM Student;
[例28] 查询选修了课程的学生人数
-- 查询选修了课程的学生人数。
SELECT COUNT(DISTINCT Sno) AS Expr1
FROM SC;
[例29] 计算1号课程的学生平均成绩
-- 计算1号课程的学生平均成绩
SELECT AVG(Grade) AS Expr1
FROM SC
WHERE (Cno = '1');
[例30] 查询选修1号课程的学生最高分数
-- 查询选修1号课程的学生最高分数
SELECT MAX(Grade) AS Expr1
FROM SC
WHERE (Cno = '1');
[例31]查询学生201215121选修课程的总学分数
-- 查询学生201215121选修课程的总学分数
SELECT SUM(Grade) AS Expr1
FROM SC
WHERE (Sno = '201215121');
- GROUP BY子句
分组后再使用聚集函数
[例32] 求各个课程号及相应的选课人数
-- 求各个课程号及相应的选课人数
SELECT Cno, COUNT(Sno) 选课人数
FROM SC
GROUP BY Cno;
分组后再筛选
[例33] 查询选修了2门以上课程的学生学号
-- 查询选修了2门以上课程的学生学号
SELECT Sno
FROM SC
GROUP BY Sno
HAVING (COUNT(*) > 3);
where作用于基本表，having作用于不同的组
[例34] 查询平均成绩大于等于90分的学生学号和平均成绩
-- 查询平均成绩大于等于85分的学生学号和平均成绩
SELECT Sno, AVG(Grade) AS 平均成绩
FROM SC
GROUP BY Sno
HAVING (AVG(Grade) > 85);
3.4.2 连接查询
3.4.3 嵌套查询
3.4.4 集合查询
3.4.5 基于派生表的查询
3.4.6 SELECT语句的一般格式
3.5 数据更新
3.5.1 插入数据
3.5.2 修改数据
3.5.3 删除数据
3.6 空值的处理
3.7 视图
3.7.1 定义视图
3.7.2 查询视图
3.7.3 更新视图
3.8 小结
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