数据库知识点

数据库知识点

• 数据库相关概念
• mysql安装与使用
• navicat的使用
• SQL语言的查询（重点）
• 高级（了解）

一、数据库基本概念

数据库是什么

数据存储
1.人工管理阶段

• 结绳记事
• 甲骨
• 纸

人工阶段的数据存储使用起来不方便，不便于查询、共享、保存

2.文件系统阶段

• 磁盘

将数据存储在磁盘上，数据都存在文件中，查询很不方便

3.数据库系统阶段

• 数据库

长期存储在计算机内，有组织的数据集合，数据按照不同的分类存储到不同的表中，查询非常方便

RDBMS

Relational Database Managment System
关系型数据库系统
通过表来表示关系

• 当前主要有两种数据库，关系型数据库和非关系型数据库
• 所谓关系型数据库RDBMS ，是建立在关系模型的基础上的数据库，借助于集合代数等数学方法和概念来处理数据库中的数据
• 查看数据库排名 DB-Engines Ranking

关系型数据库核心元素

• 数据行（一条记录）
• 数据列（字段）
• 数据表（数据行集合）
• 数据库（数据表集合，一个数据库能有多个数据表）

SQL

Structured Query Language
结构化查询语言

在数据库中进行操作的语言，称为sql，结构化查询语言，当前关系型数据库都支持使用sql语言进行操作。

• SQL语言主要分为：
  • DQL，数据查询语言，用于对数据进行查询，如select
  • DML，数据操作语言，对数据进行增加、修改、删除，如insert、update、delete
  • TPL，事务处理语言，对事务进行处理，包括begin transaction、commit、rollback
  • DCL，数据控制语言，进行授权于权限回收，如grant、revoke
  • DDL，数据定义语言，进行数据库、表的管理，如creat、drop
  • CCL，指针控制语言，通过控制指针完成表的操作，如declare cursor
• 对于测试工程师，重点是数据查询，需要熟练编写DDL，其他语言如TPL、DCL、CCL了解即可
• SQL是一门特殊的语言，专门用来操作关系型数据库
• SQL不区分大小写

MySQL

是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，后被Sun公司收购，Sun公司后被Oracle公司收购，所以现在是Oracle旗下的产品。

特点：开源 免费 使用范围广 支持多平台

二、MySQL的安装与使用

MySQL下载中，已包含服务端和客户端

Linux平台下安装

Windows平台下安装

MacOS平台下安装

1.从MySQL官网下载安装包

• 拉到最下面MySQL Community Edition

  
  
  

• 选择MySQL Community Server

  
  
  

  g

• 选择历史版本5.7

  
  
  

• 选择dmg格式

  
  
  

• 开始下载

  
  
  

2.安装

• 各种继续

  
  
  

• 复制最后一步的密码，是mysql的初始密码

  
  
  

3.启动MySQL服务端

• 系统偏好设置-->MySQL

  
  
  

• 启动/停止MySQL服务

  
  
  
  
  
  

4.修改密码

• 打开终端
• 输入命令：cd /usr/local/mysql/bin
• 输入命令：mysql -u root -p
• 输入初始密码（安装的最后一步时，让记住的密码）
• 输入命令：FLUSH PRIVILEGES;
• 输入命令：ALTER USER 'root'@'localhost' IDENTIFIED BY 'MyNewPass'; (MyNewPass处输入你的新密码)

5.配置环境变量
因为mysql的可执行命令在/usr/local/mysql/bin目录下，而这个目录不在普通用户的环境路径下，因此每次执行时都需要输入完整路径，比较麻烦。因此需要将这个路径添加到环境变量中。

• 打开终端

• 输入命令：vim .bash_profile

• 在.bash_profile文件中加入

  #配置mysql环境变量
  export PATH=${PATH}:/usr/local/mysql-5.7.26-macos10.14-x86_64/bin
  

• 输入命令：source .bash_profile 进行更新

• 输入命令：mysql -u root -p以及新设置的密码,出现welcome……吧啦吧啦表示环境变量配置成功

  遇到的问题
  因为自己的Terminal，装了zsh+iTerm，所以它默认启动时执行的脚本文件是 ～/.zshrc文件，这就导致了每次关闭终端后，都需要重新source .bash_profilemysql配置才能生效
  解决：
  mac使用zsh后,文件.bash_profile中的配置无效

6.启动MySQL客户端
MySQL自带的客户端是命令行界面，其实前面已经操作过。

• 输入命令mysql -u root -p和密码以root身份启动MySQL的客户端
• 在终端中出现mysql>，可以进行对数据库的操作

  mysql>
  

7.使用Navicat连接MySQL服务端

• Navicat安装
  一般来说，测试常用的是图形界面的MySQL客户端，如Navicat。但是Navicat是收费软件，可试用14天，可以安装破解版，如果需要mac破解版的可以联系我。

  
  

三、Navicat的使用

连接数据库

（1）选择数据库类型
服务端是什么数据库就选择什么数据库（MySQL）

（2）填写连接信息（到公司问开发索要）

• 连接名：区分要接触到的各种环境，如测试环境、演示环境、生产环境
• 主机名或IP地址：MySQL服务端所在的IP，因为我们是在本机上安装并启动了MySQL服务，所以写localhost
• 端口号：默认是3306

• 用户名、密码：具备相应权限的用户名和密码（上文提到的root及修改后的密码）
  （3）连接
  此时是未连接状态，灰色。双击进行连接。

  
  
  

数据库操作

• 新建数据库
  右键-新建数据库>>数据库名/选择默认字符集/默认排序规则

  
  
  
  
  
  

• 新建表
  右键-新建表>>至少填写一个字段(name)>>保存为表(表名hero)

  
  
  
  
  
  

• 存一条数据
  右键-打开表>>点击➕(增加)>>输入字段内容>>点击✅(完成)

  
  
  
• 修改一条数据
  双击修改
• 删除一条数据
  选中要删除的数据>>点击➖

数据表操作

• 改表

  
  
  

• 添加表字段
  点击➕>>写入字段名>>保存

  
  
  
• 删除表字段
  选中删除行>>点击➖>>保存

数据类型与约束

• 常用数据类型

  • 整数 int
    -2^31 (-2,147,483,648) 到 2^31 - 1 (2,147,483,647) ，无符号的范围是0到4294967295。

    
    
    
  • 小数 decimal decimal(5,2)，共存5位数，小数占2位
  • 字符串 varchar varchar(3)，最多存3个字符，一个中文或一个英文都是一个字符
  • 日期时间 datetime

  tips：数据类型的取值范围可以通过命令查看

  • mysql -u root -p
  • help 数据类型
    如help int,表示int的取值范围

• 约束

  • 主键（primary key）：物理上存储的顺序。
    不能重复的一列且必须有值。
    自动递增从1开始，删除一条数据，主键依然被占用。
    一般作为主键使用时，int类型+自动递增+无符号

    
    
    

  • 非空（not null）:此字段不允许填空值
    不能不填值。
    字段后面勾选不是null，即表示该字段不允许填空值。

    
    
    

  • 唯一（unique）:此字段不允许重复
    跟主键有点类似，值不重复。但主键是用来唯一标识一条信息。同一张表只能有一个主键，但能有多个唯一约束；

  • 默认值（default）：当不填写此值时会使用默认值，如果填写时以填写为准

    
    
    
    
    
    

  • 外键（foreign key）：维护两个表之间的关联关系
    【属于高级内容，后面讲】

数据库的备份与恢复

• 备份

  • 右键>>转储SQL文件>>结构+数据

    
    
    

  • 保存为一个.sql文件

    
    
    

  • .sql文件里存的是SQL语句和数据

    
    
    

• 恢复

  • 新建一个数据库
    选择与要恢复的表相同的字符集和默认排序规则
  • 右键>>运行SQL文件>>选择要恢复的.sql文件
  • 刷新

三、SQL语言

查询编辑器介绍

• 注释 ctrl+/
• 修改注释的颜色 偏好设置>>字体和颜色>>编辑器颜色
• 选中要运行的语句，右键选择“运行已选择的”

数据表操作

• 创建表

  create table 表名 (
  
    字段名 类型 [约束],
    字段名 类型 [约束]
    ……
  
   )
  

  -- 创建一个newHero表
  CREATE TABLE newHero (
    id int unsigned primary key auto_increment,
    name VARCHAR(10),
    age int unsigned,
    height decimal(5,2),
    contact varchar(10) not null
  )
  

等同于：

• 删除表
  格式一：drop table 表名 表名存在就删除，表名不存在就报错
  格式二：drop table if exists 表名 表名存在就删除，表名不存在也不报错，一般使用格式二，搭配在create语句前面写。

  drop table if exists hero;
  create table hero (
  id int unsigned primary key auto_increment,
  name VARCHAR(10),
  age int unsigned,
  height decimal(5,2),
  contact varchar(10) not null
    )

数据操作-增删改

增

格式一：所有字段设置值，值的顺序与表中字段顺序对应
insert into 表名 values (……);
说明：主键列自动增长，插入时要占位，通常使用0或者defualt或者null来占位

insert into newHero values (default,'小鲁班',15,140.55,'tony');
insert into newHero values (0,'小亚瑟',20,185.00,'tony');
insert into newHero values (null,'小守约',18,180.00,'herry');

格式二：指定字段设置值，值的顺序跟给出的字段对应
insert into 表名(字段名1，字段名2，……) values (字段值1，字段值2，……);

-- 添加一行数据 --
insert into newHero(name,contact) values('小文姬','relics');
-- 添加多行数据 --
insert into newHero(name,contact) values('小露娜','luna'),('小悟空','merry');

改

格式：update 表名 set 列1=值1，列2=值2……where 条件

-- 修改name为小鲁班的身高为135.00，年龄为12 --
update newHero set height=135.00,age=12 where name='小鲁班';

删

格式：delete from 表名 where 条件

-- 删除id为7的这条数据 --
delete from newHero where id=7;

逻辑删除：对于重要的数据 ，不能轻易执行delete语句进行删除，一旦删除，数据无法恢复，这时可以进行逻辑删除。
1.给表添加字段，代表数据是否删除，一般起名isdeleted，0代表未删除，1代表删除，默认值为0。
2.当要删除某条数据时，只需要设置isdeleted字段的值为1
3.以后查询数据时，只查询出isdeleted为0的数据

数据操作-查询

创建表

drop table if exists students;
create table students(
    studentNo varchar(10) primary key,
    name varchar(10),
    sex varchar(1),
    hometown varchar(20),
    age tinyint(4),
    class varchar(10),
    card varchar(20)
)

准备数据

insert into students values ('001','王昭君','女','北京','20','1班','340322199001249654'),
('002','诸葛亮','男','上海','20','2班','340322199002242345'),
('003','张飞','男','南京','24','3班','340322199003242045'),
('004','白起','男','安徽','19','2班','340322199004249999'),
('005','大乔','女','天津','18','3班','340322199005242343'),
('006','孙尚香','女','安徽','24','2班','340322199006241233'),
('007','小乔','女','山西','20','2班','340322199007246789'),
('008','百里飞','男','河南','25','2班','340322199008242345'),
('009','百里守约','男','河南','30','2班',''),
('010','妲己','女','贵州','20','1班',null);

查询所有字段

select * from 表名;

例：
select * from students;

查询指定字段

• 在select后面的列名部分，可以使用as为列起别名，这个别名出现在结果集中。

select 列1,列2,...from 表名;

--表名.字段名
select students.name,students.age from students;

--可以通过as给表起名
select s.name,s.age from students as s;

--如果是单表查询可以省略表名 
select name,age from students;

--用as给字段起别名
select name as 姓名,age as 年龄 from students;

--查询性别有哪几种
select distinct sex from students;

消除重复行

• 在select后面列前使用distinct可以消除重复的行

select dictinct 列1,...from 表名;
例：
--sex 去重
select distinct sex  from  students; 
--sex+age的组合去重
select distinct sex,age  from  students; 

条件查询

• 使用where子句对表中的数据筛选，符号条件的数据会出现在结果集中。
• 语法如下：

select 字段1，字段2... from 表名 where 条件;
例：
select * from students where id=1;

• where后面支持多种运算符，进行条件的处理

  • 比较运算
  • 逻辑运算
  • 模糊查询
  • 范围查询
  • 空判断

• 比较运算符

  • 等于: =
  • 大于: >
  • 大于等于: >=
  • 小于: <
  • 小于等于: <=
  • 不等于: != 或<>

  -- 查询小乔的年龄
  select age from students where name='小乔';
  -- 查询年龄在20岁一下的同学的名字
  select name from students where age<20;
  -- 查询家乡不在天津的同学的名字
  select name from students where hometown!='天津';
  

• 逻辑运算符

  • and
  • or
  • not

  ---查询年龄小于20的女同学
  select * from students where age<20 and sex='女';
  ---查询非天津的学生
  select * from students where not hometown '天津';
  

• 模糊查询

  • like 结合%和_搭配使用
  • % 表示任意多个任意字符
  • _表示一个任意字符

  --查询姓百里的同学
  select * from students where name like '百里%';
  --查询姓百里且名只有一个字的同学
  select * from students where name like '百里_';
  --查询名字中包含有里的同学
  select * from students where name like '%里%';
  

• 范围查询

  • in表示在一个非连续的范围内
  • between...and...表示在一个连续的范围内

  --查询家乡是北京或上海或广州的学生
  select * from students where hometown in('北京','上海','广州');
  --查询年龄为18至22的学生  
  select * from students where age between 18 and 22;
  

• 空判断

  • 注意 null与''是不同的

  • 判空is null

  --查询没有填写身份证的同学
   select * from students where card is null;
  

  • 判非空is not null

  --查询填写了身份证的同学
   select * from students where card is not null;
  

排序查询

• 为了方便查看数据，可以对数据进行排序
• 语法

select * from 表名
order by 列1 asc|desc,列2 asc|desc,...;

• 将行数据按照列1进行排序，如果某些行列1的值相同时，则按照列2排序，以此类推
• 默认按照列值从大到小排列，默认升序
• asc从小到大，升序排列
• desc 从大到小，降序排列

--查询所有学生信息，按年龄从小到大排列
select * from students order by age;
--查询所有学生信息，按年龄从大到小排列，年龄相同时，再按学号从小到大排列
 select * from students order by age desc,studentNo asc;
--查询所有学生信息，按姓名从a-z排序(对中文进行排序)
 select * from students order by convert(name using gbk);

聚合函数

• 为了快速得到统计数据，经常会使用到如下5个聚合函数
• count(*)表示计算总行数，括号中写星与列名，结果都是相同的
• 聚合函数不能在where中使用

--计数count(*)
  --查询学生总数
select count(*) from students;

--max(列)表示求此列最大值
  --查询女生的最大年龄
   select max(age) from students where sex='女';

--min(列)表示求此列最大值
  --查询1班的最小年龄
   select min(age) from students where class='1班';

--sum(列)表示求此列的和
  -- 查询北京的学生的年龄总和
   select sum(age) from students where hometown='北京';

--avg(列)表示求此列的平均值
  --查询女生的平均年龄
  select avg(age) from students where sex='女';

分组

• 按照字段分组，表示此字段相同的数据会被放到一个组中
• 分组后，分组的依据列会显示在结果中，其他列不会显示在结果集中
• 可以对分组后的数据进行统计，做聚合运算
• 语法select 列1,列2,聚合... from 表名 group by 列1,列2,…;

--查询各种性别的人数
select sex,count(*) from students group by sex;
--查询各种年龄的人数
select age,count(*) from students group by age;
--查询各个班级学生的平均年龄、最大年龄、最小年龄
select class,avg(age),max(age),min(age) from students group by class;
--查询各班男女生人数
select class,sex,count(*) from students group by class,sex;

• 分组后过滤 having
  语法：

  select  列1,列2,... from 表名 
  group by 列1,列2,... 
  having 列1,列2,...聚合 ;
  --having后面的条件运算符与where一样
  

  --查询男生的总人数
    --方法1:
  select sex,count(*) from students where sex='男';
    --方法2:
  select sex,count(*) from students group by sex having sex='男';
  

• where与having 对比
  where是对from后面指定的表进行数据筛选，属于对原始表的筛选
  having是对group by的结果进行筛选

分页

获取部分行

• 当数据量过大时，在一页中查看数据是一件非常麻烦的事情
• 语法

  select * from 表名
  limit strat,count
  

  • 从strat开始，获取count条数据
  • start索引从0开始

  --查询前3行学生信息
  select * from students limit 0,3
  --查询第4行到第6行学生信息 
  select * from students limit 3,3
  

分页

-- 需求分页, 每页3条数据 --
-- 总共有多少条 10条
select count(*) from students;
-- 10/3 获取总页数，共4页
-- 第一页 --3(1-1)
select * from students limit 0,3; 
-- 第二页 --3(2-1)
select * from students limit 3,3;
-- 第三页 --3(3-1)
select * from students limit 6,3;
-- 第四页 --3(4-1)
select * from students limit 9,3;

• 分页功能实现原理就是，点击按钮时，执行对应的sql，每个sql语句的起始位置不一样。

连接查询

• 当查询结果的列来源于多张表时，需要将多张表连接成一个大的数据集，再选择合适的列返回

• 等值连接查询：查询结果为两个表匹配到的数据

  
  
  

• 左连接：查询到的结果为两个表匹配到的数据加左表特有的数据，对于右表中不存在的数据使用null填充

  
  
  

• 右连接：查询到的结果为两个表匹配到的数据加右表特有的数据，对于左表中不存在的数据使用null填充

  
  
  

准备数据

drop table if exists courses;
create table courses(
    courseNo int(10) unsigned primary key auto_increment,
    name varchar(10)
)
insert into courses values
('1','数据库'),
('2','qtp'),
('3','linux'),
('4','系统测试'),
('5','单元测试'),
('6','测试过程');

drop table if exists scores;
create table scores(
    id int(10) unsigned primary key auto_increment,
    courseNo int(10),
    studentNo varchar(10),
    score tinyint(4)
);

insert into scores VALUES
('1','1','001','90'),
('2','1','002','75'),
('3','2','002','98'),
('4','3','001','86'),
('5','3','003','80'),
('6','4','004','79'),
('7','5','005','96'),
('8','6','006','80');

• 等值连接

  • 方式一
    select * from 表1,表2 where 表1.列=表2.列;
    此方式会产生笛卡尔积，生成的记录总数=表1的总数X表2的总数，会产生临时表。
    • 笛卡尔积原理
      1.先确定数据要用到哪些表。(表1，表2)
      2.将多个表先通过笛卡尔积变成一个表
      select * from 表1,表2，表1的每一行X表2的每一行
      3.然后去除不符合逻辑的数据（根据两个表的关系去掉）
      表1.列=表2.列
      4.最后当做是一个虚拟表一样来加上条件即可
  • 方式二（内连接）select * from 表1 inner join 表2 on 表1.列=表2.列;
    • 内连接是先判断是否符合表1.列=表2.列再生成结果
    • 不会产生临时表，性能高

   --查询学生信息及学生成绩 -两种方法
  SELECT
    *
  FROM
    students stus,
    scores sco
  WHERE
    stus.studentNo = sco.studentNo;
  --------
  SELECT
    stus. NAME,
    sco.score
  FROM
    students stus
  INNER JOIN scores sco ON stus.studentNo = sco.studentNo;
  
  -- 查询课程信息及课程的成绩
  select 
    *
  from
    courses cou,
    scores sco
  where 
    cou.courseNo=sco.courseNo;
  -------
  select 
    *
  from
    courses cou
  inner join scores sco on cou.courseNo=sco.courseNo;
  
  -- 查询学生信息及学生的课程对应的成绩(3表查询)
  select
    * 
  from 
    students stu,courses cour,scores sco
  where
    stu.studentNo=sco.studentNo and cour.courseNo=sco.courseNo;
  -----
  select
    * 
  from 
    students stu
  inner join scores sco on stu.studentNo=sco.studentNo
  inner join courses cour on cour.courseNo=sco.courseNo;
  
  -- 查询王昭君的成绩，要求显示姓名、课程名、成绩
  select 
    stu.name as 姓名,cour.name as 课程名,score 成绩
  from 
    students stu
  inner join scores sco on stu.studentNo=sco.studentNo
  inner join courses cour on cour.courseNo=sco.courseNo
  where stu.name ='王昭君'
  

• 左连接

select * from 表1 
left join 表2 on 表1.列=表2.列

--查询所有学生的成绩，包括没有成绩的学生（2表查询）
select 
    *
from 
    students stu
left join scores sco on stu.studentNo=sco.studentNo

对于左表不存在的数据用null填充

-- 查询所有学生的成绩，包括没有成绩的学生,显示课程名(3表查询)
select 
    stu.name,sco.score,cour.courseNo
from 
    students stu
left join scores sco on stu.studentNo=sco.studentNo
left join courses cour on cour.courseNo=sco.courseNo

• 右连接

select * from 表1 
right join 表2 on 表1.列=表2.列

为了便于练习，在此数据库加入两条数据：

insert into courses values
(0,'语文'),
(0,'数学')

--查询所有课的成绩，包括没有成绩的课程(2表查询)
select
    * 
from 
    scores sco  
right join courses cour on cour.courseNo=sco.courseNo;

--查询所有课程的成绩，包括没有成绩的课程，包括学生信息(3表查询)
select
    * 
from 
    scores sco 
right join courses cour on cour.courseNo=sco.courseNo
left join students stu on sco.studentNo=stu.studentNo;
-- 注意区分要让左边全显示还是右边全显示

练习

-- 查询所有学生的成绩 包括没有成绩的学生，显示课程名
select 
    stu.name,cour.name,score
FROM
    students stu
left join scores sco on stu.studentNo=sco.studentNo
left join courses cour on sco.courseNo=cour.courseNo;

自关联

• 表中的某一列，关联了这个表的另外一列，但是它们的业务逻辑含义是不一样的。

编号	城市	上级编号
01	湖南省
02	长沙市	01
03	岳阳市	01
05	陕西省
06	西安市	05
07	咸阳市	05

准备数据

drop table if exists areas;
create table areas(
    aid int primary key,
    atitle varchar(20),
    pid int
);

insert into areas values
('130000','河北省',NULL),
('130100','石家庄市','130000'),
('130400','邯郸市','130000'),
('130600','保定市','130000'),
('130700','张家口市','130000'),
('130800','承德市','130000'),
('410000','河南省',null),
('410100','郑州市','410000'),
('410300','洛阳市','410000'),
('410500','安阳市','410000'),
('410700','新乡市','410000'),
('410800','焦作市','410000');

--查询一共有多少个省
select count(*) from areas where pid is null;
--查询河南省所有城市(自关联2次)
select 
  * 
from 
  areas pro,areas city 
where 
  pro.aid=city.pid and pro.atitle='河南省';

添加区县数据

insert into areas values 
('410101','中原区','410100'),
('410102','二七区','410100'),
('410103','金水区','410100');

--查找河南省所有区县(关联3次)
select * from areas pro,areas city,areas qu
where pro.aid=city.pid and city.aid=qu.pid and pro.attle='河南省';

子查询

• 在一个select语句中，嵌入了另一个select语句，那么被嵌入的select语句称之为子查询语句

主查询：

• 主要查询的对象，第一条select语句

主查询和子查询的关系：

• 子查询是嵌入到主查询中的
• 子查询是辅助主查询的，要么充当条件，要么充当数据源
• 子查询是可以独立存在的，是一条完整的select语句

子查询的分类：

• 标量子查询：子查询返回的结果是一个数据（一行一列）
• 列子查询：返回的结果是一列（一列多行）
• 行子查询：返回的结果是一行（一行多列）
• 表级子查询：返回的结果是多行多列

标量子查询

--查询年龄大于平均年龄的学生
--方法1：
  --1.求出平均年龄的值为22
select avg(age) from students;
  --2.求age大于22的学生
select * from students where age > 22;
--方法2:
select * from students where age > (select avg(age) from students);
  --ps:第一个select语句就是主查询，第二个select语句就是子查询

--查询王昭君的数据库成绩
select 
  score
from 
  scores 
where 
  studentNo=(select studentNo from students where name ='王昭君')
and courseNo=(select courseNo from courses where name='数据库');

列级子查询

--查询20岁的学生的成绩，要求显示成绩
--方法1:
  --1.求出age等于20的学号是001,002,007,010
  select studentNo from students where age=18;
  --2.求学号是005的成绩
  select score from scores where studentNo in(001,002,007,010);
--方法2:
  select score from scores where studentNo in(select studentNo from students where age);

行级子查询

--查询男生中年龄最大的学生信息
--方法1:标量子查询
  select max(age) from students; --30
  select * from students where sex='男' and age=(select max(age) from students);
--where后面条件都是且关系的，可以有另一种写法
  select * from students where (sex,age)=('男','30');
--方法2:行级子查询
    --1.返回sex,age（一行多列）
  select sex,age from students where sex='男' order by age desc limit 1;
    --2.
  select 
    * 
  from 
    students 
  where 
    (sex,age)=(select sex,age from students where sex='男' order by age desc limit 1);

表级子查询

• 标量子查询、列级子查询、行级子查询都是作为where条件，而表级子查询是作为数据源。

--查询数据库和系统测试的成绩
  --方法1:
  select * from courses
  inner join scores on courses.courseNo=scores.courseNo
  where courses.name in('数据库','系统测试');  
  --先连接了两个表，再筛选，连接两表时，多了很多无效数据。
 --方法2:
  select * from scores a
  inner join  (select courseNo from courses where name in('数据库','系统测试')) b 
  on a.courseNo=b.courseNo;
  --直接连接筛选后的表，会快一些

子查询中特定的关键字

• in 范围
  • 格式：主查询 where 条件 in(列子查询)
• any | some 任意一个
  • 格式：主查询 where 列=any(列子查询)
  • 在条件查询的结果中匹配任意一个即可，=any等价于in
• all
  • 格式：主查询 where 列=all(列子查询):等于里面所有
  • 格式：主查询 where 列<>all(列子查询):不等于其中所有

查询演练

-- 求所有学生的平均成绩,保留两位小数
select round(avg(score),2) as 平均成绩 from scores; 
-- 查询年龄大于平均年龄的学生，并按年龄降序排序
select * from students 
where age >(select avg(age) from students) order by age desc;
-- 查询年龄大于王昭君的学生，并按年龄降序排列
select * from students 
where age>(select age from students where name='王昭君') order by age desc;

数据分表

• 一个表中某一列出现了重复的内容，叫冗余内容，采用数据分表，减少内存。
  如下表，笔记本类型，出现了大量重复文字。
  可以增加一个新表，类型表，来存储笔记本所有类型，给类型加上编号，需要用到笔记本类型时，填入编号。
  另一个好处，如果笔记本类型变了，只用改类型表即可。

  
  
  
  
  
  

四、数据库高级

数据库设计

E-R模型
E-R模型的基本元素是：实体、联系和属性

• E表示entry，实体：一个数据对象，描述具有相同特征的事物
• R表示relationship，联系：表示一个或多个实体之间的关联关系，关系的类型包括一对一、一对多、多对多
• 属性：实体的某一特性称为属性
  关系也是一种数据，需要通过一个字段存储在表中
  1.实体A对实体B为1对1，则在表A或表B中创建一个字段，存储另一个表的主键。（让使用频率少的表来维护关系）
  
  

2.实体A对实体B为1对多：在表中创建一个字段，存储表A的主键值（让"多"的一方的表来维护关系）

3.实体A对实体B为多对多：新建一个表C， 这个表只有两个字段，一个用于存储A的主键值，一个用于存储B的主键值。（让中间表C来维护关系）

命令行客户端

windows

• 程序-MySQL-MySQL server-MySQL Commandline Client
• 输入密码

mac

• 进入bin目录cd /usr/local/mysql-5.7.26-macos10.14-x86_64/bin
• 输入命令mysql -u root -p和密码以root身份启动MySQL的客户端
• 在终端中出现mysql>，可以进行对数据库的操作

  mysql>
  

常用命令

• 展示所有的数据库

  mysql> show databases;
  +--------------------+
  | Database           |
  +--------------------+
  | information_schema |
  | mysql              |
  | performance_schema |
  | sys                |
  | testing01          |
  +--------------------+
  5 rows in set (0.00 sec)
  

• 使用某个数据库

  mysql> use testing01;
  Database changed  
  

• 使用select语句

  mysql> select * from students;
  
  ps：使用select语句之前必须先use要使用的数据库，否则会报错
  ---
  mysql> select * from students;
  ERROR 1046 (3D000): No database selected
  

• 查看当前使用的数据库

  mysql> select database();
  +------------+
  | database() |
  +------------+
  | testing01  |
  +------------+
  1 row in set (0.00 sec)  
  

• 创建数据库 create database 数据库名 charset=utf8;

  mysql> create database testing02 charset=utf8;
  Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
  

• 删除数据库 drop database 数据库名;

  mysql> drop database testing02;
  Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
  

• 查看当前数据库所有表

  mysql> show tables;
  +---------------------+
  | Tables_in_testing01 |
  +---------------------+
  | areas               |
  | courses             |
  | newHero             |
  | scores              |
  | students            |
  | tech                |
  +---------------------+
  6 rows in set (0.00 sec)
  

• 查看表结构

  方法一：
   mysql> desc students;
  +-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
  | Field     | Type        | Null | Key | Default | Extra |
  +-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
  | studentNo | varchar(10) | NO   | PRI | NULL    |       |
  | name      | varchar(10) | YES  |     | NULL    |       |
  | sex       | varchar(1)  | YES  |     | NULL    |       |
  | hometown  | varchar(20) | YES  |     | NULL    |       |
  | age       | tinyint(4)  | YES  |     | NULL    |       |
  | class     | varchar(10) | YES  |     | NULL    |       |
  | card      | varchar(20) | YES  |     | NULL    |       |
  +-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
  7 rows in set (0.01 sec)
  
  方法二：
  mysql> show create table students;
  展示创建students表的SQL语句。
  

• 中文乱码

  mysql>set  charset gbk;
  

• 备份和恢复

备份

• 进入bin目录 cd /usr/local/mysql-5.7.26-macos10.14-x86_64/bin
• 输入命令 mysqldump -u root -p密码 数据库名 > 备份路径;
mysqldump -u root -padmin1234 testing01>~/back.sql

恢复

• 先新建一个数据库 testing03
• 输入命令 mysql -uroot -padmin1234 testing03<~/back.sql

函数

• 字符串函数

  • 拼接字符串 concat(str1,str2,...)
    select name,hometown,CONCAT(name,'的家乡是',hometown) from students;

  • 包含字符个数 length(str)
    1个英文、数字、字符的length都是1，但是1个中文的length是3

    --查询名字是两个字的学生
    select * from students where length(name)=6;
    
    

  • 截取字符串

    • left(str,len) 返回字符串str的左端len个字符
    • right(str,len) 返回字符串str的右端len个字符
    • substring(str,pos,len) 返回字符串str的位置pos起len个字符

    --隐藏学生的名，只显示学生的姓氏
    select concat(left(name,1),'**')from students; 
    

  • 去除空格

    • ltrim(str) 返回删除了左空格的字符串str
    • rtrim(str) 返回删除了右空格的字符串str
    • ltrim(rtrim(str)) 左右空格都去掉
    • trim(str) 左右空格都去掉
    • 中间的空格没法去掉

  • 大小写转换

    • lower(str)
    • upper(str)
      select lower('aBadQ');

• 数学函数

  • 求四舍五入的值 round(n,b) n表示原数，d表示小数位数，默认为0
    select round(1.555,2);

  • 求x的y次幂pow(x,y)
select pow(2,3);

  • 获取圆周率PI()
select PI();

  • 随机数rand(),值为0-1.0的浮点数
    select rand();
    拓展：随机从一个表中获取一条记录
    select * from students order by rand() limit 1;

• 日期时间函数

  • 当前日期 current_date()
    select current_date();

  • 当前时间 current_time()
    select current_time();

  • 当前日期时间 now()
    select now();

  • 日期格式化 date_format(date,format)
    select date_format(current_date(),'%Y-%M');

    • 参数format可选值

    %Y 获取年，返回完整年份
    %y 获取年，返回简写年份
    %m 获取月，返回月份
    %d 获取日，返回天值
    %H 获取时，返回24小时进制的小时数
    %h 获取时，返回12小时进制的小时数
    %i 获取分，返回分钟数
    %s 获取秒，返回秒数
    
    

流程控制

• case语法：等值判断
• 说明：当值等于某个比较值的时候，对应的结果会被返回；如果所有的比较值都不相等则返回else的结果；如果没有else并且所有比较值都不相等则返回null

  select 
  case 1
  when 1 then 'one'
  when 2 then 'two'
  else 'zero'
  end as result 
  

  --根据性别判断该称呼为先生还是女士  
  select 
  case sex
  when '男' then concat(left(name,1),'先生')
  when '女' then concat(left(name,1),'女士')
  else concat(left(name,1),'大侠')
  end as result
  from students;
  

自定义函数

• 创建自定义函数

  • 语法：

  --设置分隔符
  delimiter $$
  --创建函数
  create function 参数名称 (参数列表) return 返回类型
  begin
  sql语句
  end
  $$
  --还原分隔符
  delimter ;
  

  • delimiter用于设置分隔符，分隔符就是告诉MySQL解释器，该段命令是否已结束，是否可执行。默认情况下，delimiter是分号;。在命令行客户端中，如果有一行命令以分号结束，那么回车后，mysql将会执行该命令。
  • 在“sql语句”编写部分的语句需要以分号结尾，此时回车会直接执行，所以要创建存储过程前需要指定其他符号作为分隔符，此处使用$$，也可以使用其他字符。
  • 最后要把delimter设置回来，delimter ;

  示例：

  --函数功能：去掉字符串前面和后面的空格
  DROP FUNCTION IF EXISTS my_trim;
  delimiter $$
  create function my_trim(str varchar(100)) returns varchar(100)
  begin
  return ltrim(rtrim(str));
  end;
  $$
  delimiter ;
  

• 使用自定义函数
  select my_trim(' ab d ');

存储过程

存储过程，也翻译为存储程序，是一条或多条SQL语句的集合

• 创建存储过程

  • 语法

  --设置分隔符
  delimeter //
  --创建存储过程
  create procedure 存储过程名称(参数列表)
  begin
  sql语句
  end;
  //
  --还原分隔符
  delimiter ;
  

  • 示例

  drop procedure if exists pro_stu;
  delimiter //
  create procedure pro_stu()
  BEGIN 
  select * from students;
  end;
  //
  delimiter ;
  

• 调用存储过程

  • 语法
    call 存储过程(参数列表);

  • 示例
    call pro_stu();

  • 存储过程和函数都是为了可重复执行操作数据库的sql语句的集合。

  • 存储过程和函数都是经过一次编译，就会被缓存起来，下次使用就直接命中缓存中已经编译好的sql，不需要重复编译

  • 减少网络交互，减少网络访问流量

视图

• 对于复杂的查询，在多个地方被使用，如果需求发生了改变，需要更改sql语句，则需要在多个地方进行修改，维护起来非常麻烦

• 解决：定义视图

• 视图本质就是对查询的封装

• 定义视图，建议以v_开头
  create view 视图名称 as select语句;

• 示例：创建视图，查询学生对应的成绩信息

create view v_stu_sco_cour as 
select 
    stu.name,sco.courseNo,sco.score 
from 
    students stu
inner join scores sco  on stu.studentNo=sco.studentNo
inner join courses cour on sco.courseNo=cour.courseNo;

• 使用视图
  select * from v_stu_sco_cour;

• show tables;也能展示出视图

• 还有一个用处是可以利用视图把真正的表名和字段名隐藏起来

create view v_students as 
select name 姓名,age 年龄 from students;

事务

为什么要有事务

• 事务广泛的运用于订单系统、银行系统等多种场景

• 例如：A用户和B用户是银行的储户，现在A要给B转账500元，那么需要做以下几件事：
  1.检查A的账户余额>500元
  2.A账户中扣除500元
  3.B账户中增加500元

• 正常的流程是：A账户扣了500元，B账户加了500，皆大欢喜。那如果A账户扣钱之后，系统出了故障呢？A白白损失500元，而B也没有得到本该属于它的500元。这个案例，隐藏一个前提条件：A的钱和B的钱，要么同时成功，要么同时失败。

• 所谓事务，它是一个操作序列，这些操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。例如银行转账：从一个账号扣款并从另一个账号增款，这两个操作要么都执行，要么都不执行。所以，应该把他们看作一个事务。事务是数据库维护数据一致性的单位，在每个事务结束时，都能保持数据一致性。

--开启事务
begin;
所有操作都成功了;
--提交
commit;

--开启事务
begin;
任意一步操作失败了;
--回滚
rollback;

• 示例

mysql> select * from students where name in('大乔','小乔');
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+
| studentNo | name   | sex  | hometown | age  | class | card               |
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+
| 005       | 大乔   | 女   | 天津     |   18 | 3班   | 340322199005242343 |
| 007       | 小乔   | 女   | 山西     |   20 | 2班   | 340322199007246789 |
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update students set age=age+3 where name='大乔';
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> update students set age=age-3 where name='小乔';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0 

mysql> commit；
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from students where name in('大乔','小乔');
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+
| studentNo | name   | sex  | hometown | age  | class | card               |
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+
| 005       | 大乔   | 女   | 天津     |   21 | 3班   | 340322199005242343 |
| 007       | 小乔   | 女   | 山西     |   17 | 2班   | 340322199007246789 |
+-----------+--------+------+----------+------+-------+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

索引

• 一般应用系统对比数据库的读写比例在10:1左右，而且插入操作和更新操作很少出现性能问题，遇到最多的，也最容易引起问题的，还是一些复杂的查询操作，所以查询语句的优化显然是重中之重

• 当数据库中的数据量很大时，查找数据会变得特别慢

• 优化方案：索引

• 索引是作用在某个字段上的，where条件通过有索引的字段查询时，查询时间才会比较快。

• 示例

  • 建测试数据

  --建测试表
  drop table if exists test_index;
  create table test_index(
    title varchar(10) default null
  )
  
  --插入数据：通过excel造插入20000条数据的语句
  insert into test_index values('test0');
  insert into test_index values('test1');
  ……
  insert into test_index values('test20000');
  

  • 开启运行时间监控
    set profiling=1;

  • 查找第一万条数据 test10000
    select * from test_index where title='test10000';

  • 查看执行时间
    show profiles;//0.00880900s

  • 创建索引
    create index title_index on test_index(title(10));

  • 创建索引后再次查找第一万条数据 test10000
    select * from test_index where title='test10000';

  • 查看执行时间
    show profiles//0.00276300

语法

• 查看索引
  show index from 表名;

• 创建索引

  • 建表时创建索引

  create table creat_index(
  id int primary key,
  name varchar(10) unique,
  age int,
  key (age)
  );
  --会为primary key、unique自动创建索引,通过key(字段)也是创建索引。
  

  • 对已经存在的表，添加索引
    如果指定字段是字符串，需要指定长度，建议长度与定义字段的长度一样
    字段类型不是字符串，可以不填写长度部分

  create index 索引名称 on 表名(字段名称(长度));
  例：
  create index age_index on create_index(age);
  create index name_index on create_index(name(10));
  

• 删除索引
  drop index 索引名称 on 表名;

• 查询分析

explain
select * from test_index where title='test10000';

• 有索引时查询分析：
  

• 删除索引后查询分析：
  

• 说明：key-有值表示有使用到索引；rows-表示查询了多少行，不准确，但能反应出有索引查询的行数减少。

缺点

• 索引虽然大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对表进行update\insert\delete，因为更新表时，MySQL不仅要保存数据，还要保存以下索引文件

• 但是 ，在互联网应用中，查询语句远远大于增删改的语句，甚至可以占到80-90%，所以不用太在意，只是大量数据导入时，可以先删除索引，再批量插入数据，最后再添加索引。

外键 foreign key

• 如果一个实体的某个字段指向另一个实体的主键，就成为外键。被指向的实体，称之为主实体（主表），也叫父实体（父表）。负责指向的实体，称之为从实体（从表），也叫子实体（子表）

• 对关系字段进行约束，当为从表中的关系字段填写值时，会到关联的主表中查询此表的值是否存在，如果存在则填写成功，如果不存在则填写失败并报错。

语法

• 查看外键
  show create table 表名;

• 设置外键约束

  • 创建数据表时设置外键约束
    foreign key(自己的字段) reference 主表(主表字段);

  create table class(
    id int unsigned primary key auto_increment,
    name varchar(10)
  );
  
  create table stu(
    name varchar(10),
    class_id int unsigned,
    foreign key(class_id) reference class(id)
  );
  

  • 对于已经存在的表设置外键约束
    alter table 从表名 add foreign key (从表字段) references 主表名(主表字段);

  alter table stu add foreign key (class_id) references class(id);
  
  

• 删除外键

-- 需要先获取外键约束名称
show create table stu;  --stu_ibfk_1
-- 获取名称之后就可以根据名称来删除外键约束
alter table 表名 drop foreign key 外键名称;
alter table stu drop foreign key stu_ibfk_1;

• 实际开发中很少使用外键约束，会极大降低表更新的效率。一般通过开发人员写代码来约束。

修改密码

• 使用root登录，修改mysql数据库的user表
  • 使用password()函数进行密码加密
  • 注意修改完后需刷新权限

use mysql;
--update user set authentication_string=password('新密码') where user='用户名';
--旧版本：update user set password=password('新密码') where user='用户名';
update user set authentication_string=password('123') where user='root';
--刷新权限
flush privileges;

忘记密码

1. 配置mysql登录时不需要密码，修改配置文件

• centos中，配置文件位置/etc/my.cnf
• windows中，配置文件位置为安装目录..\MySQL Server 5.1\my.ini
  找到mysqld，在它的下一行，添加skip-grant-tables

2.重启mysql，免密码登陆，修改mysql数据库的user表

use mysql;
--update user set authentication_string=password('新密码') where user='用户名';
--旧版本：update user set password=password('新密码') where user='用户名';
update user set authentication_string=password('123') where user='root';
--刷新权限
flush privileges;

3.改完之后，把配置文件改回去，删除skip-grant-tables，再重启mysql

mac忘记密码 实践有效

• 关闭mysql服务：

  苹果->系统偏好设置->最下边点mysql 在弹出页面中 关闭mysql服务（点击stop mysql server）

• 进入终端输入：cd /usr/local/mysql/bin/

• 登录管理员权限： sudo su

• 输入以下命令来禁止mysql验证功能： ./mysqld_safe --skip-grant-tables &

• mysql会自动重启（偏好设置中mysql的状态会变成running）

• 输入命令 ./mysql

• 输入命令 FLUSH PRIVILEGES;

• 输入命令 SET PASSWORD FOR ['root'@'localhost'](mailto:'%20rel=) = PASSWORD('你的新密码');