第三章-SQL语言（1）

3.1 SQL概述

3.1.1 SQL概述

SQL：结构化查询语言，是关系数据库的标准语言；

是一个通用的、功能极强的关系数据库语言；

3.1.2 SQL的特点

（1）综合统一
集数据定义语言（DDL），数据操纵语言（DML），数据控制语言（DCL）功能于一体。
可以独立完成数据库生命周期中的全部活动：
定义和修改、删除关系模式，定义和删除视图，插入数据，建立数据库;
 对数据库中的数据进行查询和更新;
 数据库重构和维护；
数据库安全性、完整性控制，以及事务控制；
嵌入式SQL和动态SQL定义；
用户数据库投入运行后，可根据需要随时逐步修改模式，不影响数据库的运行。
数据操作符统一；

（2）高度非过程化

非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”，必须指定存取路径。
SQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。
 存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。

（3）面向集合的操作方式
非关系数据模型采用面向记录的操作方式，操作对象是一条记录
SQL采用集合操作方式：
 操作对象、查找结果可以是元组的集合；
 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合；

（4）以一种语法结构提供多种使用方式

SQL是独立的语言：
    能够独立地用于联机交互的使用方式；
SQL又是嵌入式语言：
    SQL能够嵌入到高级语言（例如C，C++，Java）程序中，供程序员设计程序时使用；

（5）语言简洁，易学易用

SQL功能	动词
数据查询	SELECT
数据定义	CREATE,DROP,ALTER
数据操纵	INSERT,UPDATE,DELETE
数据控制	GRANT,REVOKE

 

3.1.3 SQL的基本概念

基本表
本身独立存在的表；
SQL中一个关系就对应一个基本表；
一个（或多个）基本表对应一个存储文件；
一个表可以带若干索引；

存储文件
逻辑结构组成了关系数据库的内模式；
物理结构对用户是隐蔽的；

视图
从一个或几个基本表导出的表；
数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据；
视图是一个虚表；
用户可以在视图上再定义视图；

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)

3.3 数据定义

SQL的数据定义功能: 

模式定义；

表定义；

视图和索引的定义；

操作对象	操作方式
	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

3.3.1 模式的定义和删除

1.定义模式：

 [例3.1] 为用户WANG定义一个学生-课程模式S-T
            CREATE SCHEMA “S-T” AUTHORIZATION WANG;
    [例3.2] CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG;
  该语句没有指定<模式名>，<模式名>隐含为<用户名>

 

*定义模式实际上定义了一个命名空间。
*在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象，例如基本表、视图、索引等。
*在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE，CREATE VIEW和GRANT子句。
    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>]

[例3.3]为用户ZHANG创建了一个模式TEST，并且在其中定义一个表TAB1

CREATE SCHEMA TEST AUTHORIZATION ZHANG 
CREATE TABLE TAB1   ( COL1 SMALLINT, 
                                            COL2 INT,
                                            COL3 CHAR(20),
                                            COL4 NUMERIC(10,3),
                                            COL5 DECIMAL(5,2)
                                          );

2.删除模式： 

*DROP SCHEMA <模式名> 
CASCADE（级联）
删除模式的同时把该模式中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），则拒绝该删除语句的执行。
仅当该模式中没有任何下属的对象时才能执行。

[例3.4]  DROP SCHEMA ZHANG CASCADE;

         删除模式ZHANG
         同时该模式中定义的表TAB1也被删除

3.3.2 基本表的定义、删除与修改

定义基本表
        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> ] );
<表名>：所要定义的基本表的名字；
<列名>：组成该表的各个属性（列）；
<列级完整性约束条件>：涉及相应属性列的完整性约束条件；
<表级完整性约束条件>：涉及一个或多个属性列的完整性约束条件； 
如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列，则必须定义在表级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。 
 

[例3.5]  建立“学生”表Student。学号是主码，姓名取值唯一。
     
CREATE TABLE Student          
      (Sno   CHAR(9) PRIMARY KEY,                                          /* 列级完整性约束条件,Sno是主码*/                  
        Sname CHAR(20) UNIQUE,             /* Sname取唯一值*/
        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(40),            
         	 Cpno     CHAR(4),               	                      
            Ccredit  SMALLINT，
            FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES  Course(Cno) 
          ); 

[例3.7]  建立一个学生选课表SC
	
 	CREATE TABLE  SC
          (Sno  CHAR(9), 
           Cno  CHAR(4),  
           Grade  SMALLINT，
           PRIMARY KEY (Sno,Cno),  
                          /* 主码由两个属性构成，必须作为表级完整性进行定义*/
           FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),
                         /* 表级完整性约束条件，Sno是外码，被参照表是Student */
           FOREIGN KEY (Cno)REFERENCES Course(Cno)
                          /* 表级完整性约束条件， Cno是外码，被参照表是Course*/
        ); 

数据类型：

*SQL中域的概念用数据类型来实现
*定义表的属性时需要指明其数据类型及长度 
*选用哪种数据类型 
取值范围 ；
要做哪些运算 ；

模式与表：

*每一个基本表都属于某一个模式
*一个模式包含多个基本表
*定义基本表所属模式
方法一：在表名中明显地给出模式名 
Create table"S-T".Student(......);     /*模式名为 S-T*/
Create table "S-T".Cource(......);
Create table "S-T".SC(......); 
方法二：在创建模式语句中同时创建表 
方法三：设置所属的模式 
 

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<完整性约束名>[ RESTRICT | CASCADE ] ]
[ALTER COLUMN <列名><数据类型> ] ;

[例3.9] 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;

[例3.10] 增加课程名称必须取唯一值的约束条件。
     ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname); 

<表名>是要修改的基本表
*ADD子句用于增加新列、新的列级完整性约束条件和新的表级完整性约束条件
*DROP COLUMN子句用于删除表中的列
如果指定了CASCADE短语，则自动删除引用了该列的其他对象；
如果指定了RESTRICT短语，则如果该列被其他对象引用，关系数据库管理系统将拒绝删除该列；
*DROP CONSTRAINT子句用于删除指定的完整性约束条件
*ALTER COLUMN子句用于修改原有的列定义，包括修改列名和数据类型
 

删除基本表：

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；

 

3.3.3 索引的建立与删除：

建立索引的目的：加快查询速度；
关系数据库管理系统中常见索引：
顺序文件上的索引；
B+树索引（http://www.chinadb.org/home/nav/5/sub/21/third/98/）；
散列（hash）索引；
位图索引；
特点：
B+树索引具有动态平衡的优点 ；
HASH索引具有查找速度快的特点；
 

（1）建立索引：

语句格式
CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名> 
ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…);
*<表名>：要建索引的基本表的名字；
*索引：可以建立在该表的一列或多列上，各列名之间用逗号分隔；
*<次序>：指定索引值的排列次序，升序：ASC，降序：DESC。缺省值：ASC；
*UNIQUE：此索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录；
*CLUSTER：表示要建立的索引是聚簇索引；

（2）修改索引：

 

ALTER INDEX <旧索引名> RENAME TO <新索引名>

[例3.14] 将SC表的SCno索引名改为SCSno
    ALTER INDEX SCno RENAME TO SCSno;
 

（3）删除索引：

DROP INDEX <索引名>;
删除索引时，系统会从数据字典中删去有关该索引的
描述。
[例3.15]  删除Student表的Stusname索引
        DROP INDEX Stusname;

3.3.4 数据字典：

*数据字典是关系数据库管理系统内部的一组系统表，它记录了数据库中所有定义信息：
关系模式定义；
视图定义；
索引定义；
完整性约束定义；
各类用户对数据库的操作权限；
统计信息等；
*关系数据库管理系统在执行SQL的数据定义语句时，实际上就是在更新数据字典表中的相应信息。

3.4 数据查询：

语句格式        

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)                          [AS]<别名>

[ WHERE <条件表达式> ]

[ GROUP BY <列名1> [ HAVING <条件表达式> ] ]

[ ORDER BY <列名2> [ ASC|DESC ] ];

SELECT子句：指定要显示的属性列 ；

FROM子句：指定查询对象（基本表或视图）； 

WHERE子句：指定查询条件 ；

GROUP BY子句：对查询结果按指定列的值分组，该属性列值相等的元组为一个组。通常会在每组中作用聚集函数。

HAVING短语：只有满足指定条件的组才予以输出； 

ORDER BY子句：对查询结果表按指定列值的升序或降序排序；

3.4.1 单表查询：

查询仅涉及一个表

1.选择表中的若干列

查询指定列：

[例3.16]  查询全体学生的学号与姓名。
		SELECT Sno,Sname
		FROM Student; 
 
[例3.17]  查询全体学生的姓名、学号、所在系。
		SELECT Sname,Sno,Sdept
		FROM Student;

查询全部列：

选出所有属性列：

在SELECT关键字后面列出所有列名

将<目标列表达式>指定为  *

 

[例3.18]  查询全体学生的详细记录
SELECT  Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept 
FROM Student; 
或
SELECT  *
FROM Student; 

查询经过计算的值： 

SELECT子句的<目标列表达式>

不仅可以为表中的属性列，也可以是表达式

[例3.19]  查全体学生的姓名及其出生年份。
SELECT Sname,2014-Sage          /*假设当时为2014年*/
FROM Student;
输出结果：
            Sname   2014-Sage
               李勇         1994
               刘晨         1995
               王敏         1996
               张立         1995 

2.选择表中的若干元组

消除取值重复的行     

如果

没有指定DISTINCT关键词，则缺省为ALL

[例3.21]  查询选修了课程的学生学号。
    SELECT Sno   FROM SC;
	等价于：
	SELECT ALL  Sno  FROM SC;
	执行上面的SELECT语句后，结果为： 
					    Sno

					201215121
					201215121
					201215121
					201215122
					201215122

指定DISTINCT关键词，去掉表中重复的行 
   
   SELECT DISTINCT Sno
    FROM SC; 

    执行结果：
					    Sno

					201215121
					201215122

常用查询条件： 

查 询 条 件	谓    词
比    较	=, >, <, >=, <=, !=, <>, !>, !<; NOT+上述比较运算符
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

①比较大小： 

[例3.22] 查询计算机科学系全体学生的名单。
    SELECT Sname
    FROM     Student
    WHERE  Sdept=‘CS’; 
[例3.23]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3.24]查询考试成绩有不及格的学生的学号。
SELECT DISTINCT Sn
FROM  SC
WHERE Grade<60;

 ②确定范围：

谓词:   BETWEEN …  AND  …  

            NOT BETWEEN  …  AND  …

[例3.25] 查询年龄在20~23岁（包括20岁和23岁）之间的学生的姓名、系别和年龄
     SELECT Sname, Sdept, Sage
FROM     Student
WHERE   Sage BETWEEN 20 AND 23; 

[例3.26]  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; 

③确定集合：

谓词：IN <值表>,  NOT IN <值表> 

[例3.27]查询计算机科学系（CS）、数学系（MA）和信息系（IS）学生的姓名和性别。
	SELECT Sname, Ssex
	FROM  Student
	WHERE Sdept IN ('CS','MA’,'IS' );

[例3.28]查询既不是计算机科学系、数学系，也不是信息系的学生的姓名和性别。
	SELECT Sname, Ssex
	FROM Student
	      WHERE Sdept NOT IN ('IS','MA’,'CS' );

④字符匹配：

*谓词： [NOT] LIKE  ‘<匹配串>’  [ESCAPE ‘ <换码字符>’]

<匹配串>可以是一个完整的字符串，也可以含有通配符%和 _

*% （百分号）  代表任意长度（长度可以为0）的字符串

例如a%b表示以a开头，以b结尾的任意长度的字符串

*_ （下横线）  代表任意单个字符。

例如a_b表示以a开头，以b结尾的长度为3的任意字符串

字符串为固定字符串：

[例3.29]  查询学号为201215121的学生的详细情况。
      SELECT *    
     FROM  Student  
     WHERE  Sno LIKE ‘201215121';

等价于： 
       SELECT  * 
      FROM  Student 
      WHERE Sno = ' 201215121 ';

匹配串为含通配符的字符串：

[例3.30]  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3.31]  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3.32]  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3.33]  查询所有不姓刘的学生姓名、学号和性别。
      SELECT Sname, Sno, Ssex
      FROM     Student
      WHERE  Sname NOT LIKE '刘%';

使用换码字符将通配符转义为普通字符：

[例3.34]  查询DB_Design课程的课程号和学分。
      SELECT Cno，Ccredit
      FROM     Course
      WHERE  Cname LIKE 'DB\_Design' ESCAPE '\ ' ;
[例3.35]  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 '\ ' ;
	
	ESCAPE '＼' 表示“ ＼” 为换码字符

⑤涉及空置的查询：

谓词： IS NULL 或 IS NOT NULL  

“IS” 不能用 “=” 代替

[例3.36]  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3.37]  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;

⑥多重条件查询：

逻辑运算符：AND和 OR来连接多个查询条件 ；

 AND的优先级高于OR ；

可以用括号改变优先级；

[例3.38]  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;

[例3.27]  查询计算机科学系（CS）、数学系（MA）和信息系（IS）学生的姓名和性别。
SELECT Sname, Ssex
FROM     Student
WHERE  Sdept IN ('CS ','MA ','IS')
可改写为：
SELECT Sname, Ssex
FROM     Student
WHERE  Sdept= ' CS' OR Sdept= ' MA' OR Sdept= 'IS ';

3.ORDER BY子句

ORDER BY子句

可以按一个或多个属性列排序

升序：ASC;

降序：DESC;缺省值为升序

对于空值，排序时显示的次序由具体系统实现来决定

[例3.39]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3.40]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;  

4.聚集函数

统计元组个数      

COUNT(*)

统计一列中值的个数      

COUNT([DISTINCT|ALL] <列名>)

计算一列值的总和（此列必须为数值型）

SUM([DISTINCT|ALL] <列名>)    

计算一列值的平均值（此列必须为数值型）

AVG([DISTINCT|ALL] <列名>)

求一列中的最大值和最小值      

MAX([DISTINCT|ALL] <列名>)     

MIN([DISTINCT|ALL] <列名>)

[例3.41]  查询学生总人数。
    SELECT COUNT(*)
    FROM  Student; 
     [例3.42]  查询选修了课程的学生人数。
     SELECT COUNT(DISTINCT Sno)
     FROM SC;
     [例3.43]  计算1号课程的学生平均成绩。
          SELECT AVG(Grade)
          FROM    SC
          WHERE Cno= ' 1 ';

[例3.44]  查询选修1号课程的学生最高分数。
   SELECT MAX(Grade)
   FROM SC
   WHERE Cno='1';

  [例3.45 ] 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; 

5.GROUP BY子句

GROUP BY子句分组：      

细化聚集函数的作用对象  

如果未对查询结果分组，聚集函数将作用于整个查询结果  

对查询结果分组后，聚集函数将分别作用于每个组

按指定的一列或多列值分组，值相等的为一组

[例3.46]  求各个课程号及相应的选课人数。
     SELECT Cno，COUNT(Sno)
     FROM    SC
     GROUP BY Cno; 
     查询结果可能为：
                    Cno     COUNT(Sno)
 			1             22
    		2             34
     		3             44
  			4             33
       		5             48

[例3.47]  查询选修了3门以上课程的学生学号。
      SELECT Sno
     FROM  SC
     GROUP BY Sno
     HAVING  COUNT(*) >3; 

[例3.48 ]查询平均成绩大于等于90分的学生学号和平均成绩
下面的语句是不对的：
    SELECT Sno, AVG(Grade)
    FROM  SC
    WHERE AVG(Grade)>=90
    GROUP BY Sno;

因为WHERE子句中是不能用聚集函数作为条件表达式
正确的查询语句应该是：
    SELECT  Sno, AVG(Grade)
    FROM  SC
    GROUP BY Sno
    HAVING AVG(Grade)>=90;

HAVING短语与WHERE子句的区别：

作用对象不同 ；

WHERE子句作用于基表或视图，从中选择满足条件的元组 ；

HAVING短语作用于组，从中选择满足条件的组；