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【数据库系统概论】第三章：SQL

2023-11-07

B站视频
B站第一章
参考资料
图片来自视频链接和参考资料。

本章目录：

  • SQL特点
  • SQL基本概念
  • SQL的基本语法

SQL特点

SQL包括：数据查询、数据操作、数据定义、数据控制
它是一个非过程语言。

什么是非过程性语言？
我们在逻辑和物理模型里讲了层次、网状、关系模型。
其中层次模型和网状模型的查询是要有过程的，而关系模型不需要过程——这就是非过程性语言。

SQL特点：

  • 综合统一：把定义、修改、删除、连接、安全性、完整性、事务控制、动态SQL等统一起来
  • 高度非过程化：层次模型和网状模型是过程化的，关系模型是非过程化的
  • 面向集合的操作方式
  • 以同一种语法结构提供多种使用方式：既可以独立，也可以嵌入到Java或C++中
  • 语言简洁，易学易用

SQL基本概念

在这里插入图片描述
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这一章先将前三行的语法，数据控制是安全性里面的。

一些概念：

  • 基本表：二维表
  • 存储文件：存在数据库里的文件
  • 视图：一个虚表，从一个或多个基本表中导出来的表，视图不是真正的表，他的数据都是在基本表中

外模式：视图与部分基本表
模式：基本表
内模式：存储文件
在这里插入图片描述

SQL

包括：

  1. 数据定义
  2. 数据查询
  3. 数据更新：修改和删除
  4. 视图

1.数据定义

在这里插入图片描述
定义模式：CREATE SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名>

为用户WANG定义一个学生-课程模式S-T：（这里用户可以理解为一个账户）

  • CREATE 定义
  • SCEMA模式
CREATE SCHEMA "S-T" AUTHORIZATION WANG;

删除模式：DROP SCHEMA <模式名> <CASCADE|RESTRICT>

CASCADE(级联)
删除模式的同时把该模式下所有的数据库对象全部删除
RESTRICT(限制)
如果该模式中定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则停止执行该语句。

基本表的定义，修改，删除
定义格式：

CREATE TABLE <表名>(
      <列名> <数据类型>[ <列级完整性约束条件> ]
      [，<列名> <数据类型>[ <列级完整性约束条件>] ]
       ………
      [，<表级完整性约束条件> ]
 );

举个定义的例子：
学生表：

CREATE TABLE Student( /*定义一个表名为Student的表*/
Sno(CHAR(9)) PRIMARY KAY,
/*第一列是Sno，是属性(列名),CHAR是数据类型,长度为9. PRIMARY KAY表示设置为主码,逗号分隔*/
Sname CHAR(20) UNIQUE,/*第二列是Sname,设置UNIQUE表示不允许重复*/
Ssex CHAR(2),/*中文'男''女'占两个字节*/
Sdept CHAR(20)
);

课程表：

CREATE TABLE Course(
Cno CHAR(4) PRIMARY KEY,/*列级完整性约数条件，Cno是主码*/
Cname CHAR(40) NOT NULL,/*Cname不能为空*/
Cpno CHAR(4),/*含义是先修课*/
Ccredit SMALLINT,
FOREIGN KEY(Cpno)REFERENCES Course(Cno)
/*表级完整性约束条件,Cpno是外码,被参照的表是Course,被参照的列是Cno*/
);

一些数据类型：
在这里插入图片描述
修改基本表
格式：

ALTER TABLE <表名>
[ ADD <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]
[ DROP <完整性约束名> ]
[ ALTER COLUMN<列名> <数据类型> ]；

如：向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。

ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;
/*向Student表   增加列，列名为S_entrance  数据类型为DATE*/

如：将年龄的数据类型由字符型（假设原来的数据类型是字符型）改为整数

ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT;
/*选择表Student      选择列Sage   让它的数据类型为INT*/

如：增加课程名称必须取唯一值的约束条件

ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Sname);
/**选择表Course 令Sname这列属性UNIQUE**/

删除基本表
格式：

DROP TABLE <表名>［RESTRICT| CASCADE;

RESTRICT：删除表是有限制的。

  • 欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用
  • 如果存在依赖该表的对象，则此表不能被删除

CASCADE：删除该表没有限制。

  • 在删除基本表的同时，相关的依赖对象一起删除

索引的建立和删除
索引就是为了加快查询的速度。

建立索引：

CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno);/*这里Stusno就是索引名*/

修改索引名：

ALTER INDEX SCno RENAME SCSno;

删除索引：

DROP INDEX Stusname;

数据字典
数据字典是DBMS内部的系统表，它记录了数据库中所有的定义信息。

2.数据查询（重点）

数据查询部分是围绕这三个表展开的：
在这里插入图片描述
简单查询
查询学生的姓名、学号、所在系。

SELECT Sname,Sno,Sdept 
FROM student;
/*这里查的是列*/

查询全体学生的详细记录。

SELECT *
FROM Student;

查全体学生的姓名及其出生年份。这里假定目前年份是2014年。

SELECT Sname,2014-Sage/*可以有算术表达式*/
FROM Student;

得到的表：

Sname 2014-Sage
李勇 1994
刘晨 1995
王敏 1996
张立 1995

给列进行重命名：把Sname改为NAME，把BIRTH那一列全填满’Year of Birth:'，把2014-Sage改为BIRTHDAY，让Sdept内的内容全都变为小写并把它这列改名为DEPARTMENT：

SELECT Sname NAME,
'Year of Birth:' BIRTH,
2014-Sage BIRTHDAY,
LOWER(Sdept) DEPARTMENT/*LOWER是一个函数*/
FROM Student;
/*前面是原来的名字，后面是改后的名字*/

得到的表：
在这里插入图片描述

去掉列的重复值：

SELECT DISTINCT Sno
FROM SC;

原表：
在这里插入图片描述
去重后：
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条件查询
在这里插入图片描述
查询计算机科学系的全体学生的名单：

SELECT Sname
FROM Student
WHERE Sdept='CS';
/*查姓名 在Student表里 条件是Sdept列的值为CS*/

查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及年龄：

SELECT Sname,Sage
FROM Student
WHERE Sage<20;

查询所有年龄在20-23之间的学生姓名及年龄：

SELECT Sname,Sage
FROM Student
WHERE Sage BEWTEEN 20 AND 23;

查询CS系，MA系，IS系学生的姓名和性别：

SELECT Sname,Ssex
FROM Student
WHERE Sdept IN('CS','MA','IS');

LIKEA模糊匹配
在这里插入图片描述
查询所有姓刘的学生的姓名、学号和性别：

SELECT Sname,Sno,Ssex
FROM student
WHERE Sname LIkE '刘%';/*以刘开头的字符串*/

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_';/*必须是三个字了*/

查询所有不姓刘的学生的姓名、学号和性别：

SELECT Sname,Sno,Ssex
FROM Student
WHERE Sname NOT LIKE'刘%';

查询DB_Design课程的课程号和学分：当需要匹配的字符串里有_时，在前面加一个转义字符\

SELECT Cno,Ccredit
FROM Course
WHERE Sname LiKE 'DB\_Design' ESCAPE '\';
/*用escape '\'表示那是一个转义字符*/

涉及空值问题
谓词：

  • IS NULL
  • IS NOT NULL
  • IS不能用=代替

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;

查询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
逻辑运算符：

  • AND和 OR来联结多个查询条件
  • AND的优先级高于OR
  • 可以用括号改变优先级

可用来实现多种其他谓词：
[NOT] IN
[NOT] BETWEEN … AND …

AND 两个条件都满足
OR 只要满足一个就行

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;

查询结果进行排序
用ORDER BY：

  • 从高到低 即降序DESC
  • 从低到高 即升序 啥都不加，或者加ASC

当排序含空值时，把空值当作无穷大了。即从高到低的话就最先显示，从低到高就最后显示。

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;

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 *
FROM Student
ORDER BY Sdept , Sage DESC; 
/*先对系号Sdept进行升序排序，所以它是第一关键字
再对年龄降序排列，它是第二关键字*/

聚集函数
用来统计的。

计数：

  • COUNT（[DISTINCT|ALL] *）
  • COUNT（[DISTINCT|ALL] <列名>）

计算总和：

  • SUM（[DISTINCT|ALL] <列名>）

计算平均值：

  • AVG（[DISTINCT|ALL] <列名>）

最大最小值：

  • MAX（[DISTINCT|ALL] <列名>）
  • MIN（[DISTINCT|ALL] <列名>）

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查询学生总人数：

SELECT COUNT(*)
FROM Student;

查询选修了课程的学生人数：

SELECT COUNT(DISTINCT Sno)/*把课程号去重，查询选修了这些课的人数*/
FROM SC;

计算选修1号课程的学生平均成绩：

SELECT AVG(Grade)
FROM SC
WHERE Cno='1';

查询选修2号课程的学生最高分数:

SELECT MAX(Grade)
FROM SC
WHERE Cno='2';

查询学生201215012选修课程的总学分数：

SELECT SUM(Ccredit)
FROM SC,Course
WHERE Sno='201215012' AND SC.Cno=Course.Cno;

由SC表的学号Sno可以找到课程号Cno，但找不到学分，要根据课程号找学分，则需要Course表：
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所以这里的条件是：WHERE Sno='201215012' AND SC.Cno=Course.Cno;

GROUP BY

假设一个学校有几千人，我们把他们分为多个班，这样就可以求出每个班的平均分，这就是group by.

HAVING与WHERE的区别：

  • HAVING用于组，从中选出满足条件的组
  • 可以理解为：HAVING是对GROUP BY 分类汇总的筛选
  • WHERE用于基表或视图，从中选出满足条件的元组（其实就是一行）

求各个课程号及相应的选课人数：

SELECT Cno,COUNT(Sno)
FROM SC
GROUP BY Cno;

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(*)>2;

多表连接查询
假设现在有两个表：
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如果我们直接：

SELECT *
FROM A,B

我们会得到这两个表的笛卡尔积：
在这里插入图片描述
而真正有意义的只有绿色部分：
在这里插入图片描述
所以，我们如果想得到有意义的表：

SELECT *
FROM A,B
WHERE A.学号=B.学号;

在这里插入图片描述
这里学号重复了，我们可以不像上面那样写，而是：

SELECT 学号,姓名,班级,课程,成绩
FROM A,B
WHERE A.学号=B.学号

在这里插入图片描述

左外连接与右外连接

左外连接格式：

SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade
FROM Student LEFT OUTER JOIN SC ON(Student.Sno=SC.Sno);

右外连接只需要把LEFT OUTER 改成RIGHT OUTER即可。

嵌套查询

  • 一个SELECT-FROM-WHERE语句称为一个查询块
  • 将一个查询块嵌套在另一个查询块的WHERE子句或HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询
  • 限制：不能使用ORDER BY 子句

选择2号课程的学生姓名：

SELECT Sname
FROM Student
WHERE Sno IN
			(SELECT Sno
			FROM SC
			WHERE Cno='2';
			);

括号里面是一个嵌套查询，它查到的是一个集合：Cno是2的Sno集合。
外面的查询是要查名字，其名字对应的Sno要在这个集合里。

在这里插入图片描述
存在EXISTS
在关系代数中我们可以用除法来查找某一全体。

查询选修了所有课程的学生姓名：（这里包含所有，所以要用存在语句）

  1. 有这样一个学生，对于任意Course中的课，该学生都选了
  2. 将上一句话等价转换
  3. 有这样一个学生，不存在Course中的课，该学生没选
  4. 接下来转化成代码：
  5. 有这样一个学生：SELECT Sname FROM Student
  6. 不存在：NOT EXISTS
  7. Course中的课：SELECT Cno FROM Course
  8. 该同学没选（SC对应选课表）：NOT EXISTS(SELECT * FROM SC)

即：

SELECT Sname FROM Student /*选一个学生*/
WHERE NOT EXISTS /*不存在*/
	(
	SELECT * FROM Course /*课程表里的课*/
	WHERE NOT EXISTS
		(
		SELECT * FROM SC /*有没选的*/
		WHERE Sno=Student.Sno AND Cno=Course.Cno;
		)
	)

查询所有选修了1号课程的学生姓名：

SELECT Sname
FROM Student
WHERE EXISTS
	(
	SELECT *
	FROM SC
	WHERE Cno='1' AND Sno=Student.Sno
	)

集合查询
并集UNION
交集INTERSECTION
差集EXCEPT
在这里插入图片描述

3.数据更新

数据插入

INSERT
INTO Student(Sno,Sname,Ssex,Sdept,Sage) 
/*这里指明插入的分别是什么*/
VALUES('201215128','陈冬','男','IS',18);

或

INSERT
INTO Student
/*不指明插入的是什么，则就是按照表中列的顺序*/
VALUES('201215128','陈冬','男',18，'IS');

可以把SELECT的查询结果插入表。

修改语句

将学生201215121的年龄改为22岁：

UPDATE Student
SET Sage=22
WHERE Sno='201215121';

将所有学生的年龄增加1岁:

UPDATE Student
SET Sage=Sage+1;

将计算机科学系全体学生的成绩置零:

UPDATE SC
SET GRADE=0
WHERE Sno in
			(
			SELECT Sno
			FROM Student
			WHERE Student.Sno=SC.Sno and Sdept='CS';
			)

删除语句
删除学号为201215128的学生记录：

DELETE
FROM Student
WHERE Sno='201215128';

4.视图

视图是一种虚表，它真正的数据存在基本表上。

CREATE VIEW <视图名>[<列名>[,<列名>]...]
AS <子查询>
[WITH CHECK OPTION];

关于WITH CHECK OPTION：
在这里插入图片描述
举个例子：

CREATE VIEW IS_Student
AS
SELECT Sno,Sname,Sage
FROM Student
WHERE Sdept='IS'
WITH CHECK OPTION;

这一段代码产生的视图是专业为IS的，包含学生学号、姓名、年龄的视图。但我们在对这个视图进行操作的时候可能对专业为‘MA’的学生数据给改变了——它是不属于试图范围的。
因此我们可以加一句WITH CHECK OPTION，来防止上面说到的情况。

在这里插入图片描述
删除视图
DROP VIEW<视图>[CASCADE];
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