SQL 必知必会（第 4 版）--第7课-第12课

SQL 必知必会（第 4 版）（2013）

第七课 创建计算字段

• 计算字段
  • 计算字段是运行时在 SELECT 语句内创建的。
  • 字段（field）基本上与列（column）的意思相同，经常互换使用，不过数据库列一般称为列，而术语字段通常与计算字段一起使用。
• 拼接字段
  • +，||，Concat
  • 拼接（concatenate）将值联结到一起（将一个值附加到另一个值）构成单个值。
  • 用加号的例子：SELECT vend_name + ' (' + vend_country + ')' FROM Vendors ORDER BY vend_name;。
  • SQL 支持列别名。别名（alias）是一个字段或值的替换名。别名用 AS 关键字赋予。
  • 在很多 DBMS 中，AS 关键字是可选的，不过最好使用它，这被视为一条最佳实践。
  • 别名他用途。常见包括在实际的表列名包含不合法的字符（如空格）时重新命名它，在原来的名字含混或容易误解时扩充它。
  • 别名的名字既可以是一个单词，也可以是一个字符串。如果是后者，字符串应该括在引号中。虽然这种做法是合法的，但不建议这么去做。
  • 别名有时也称为导出列（derived column）。
• 执行算术计算
  • 计算字段的另一常见用途是对检索出的数据进行算术计算。SELECT prod_id, quantity, item_price, quantity*item_price AS expanded_price FROM OrderItems WHERE order_num = 20008;。
  • 操作符：+，－，*，/，圆括号可用来区分优先顺序。

第八课 使用函数处理数据

• 函数
  • SQL 也可以用函数来处理数据。函数一般是在数据上执行的，为数据的转换和处理提供了方便。
  • 每一个 DBMS 都有特定的函数。事实上，只有少数几个函数被所有主要的 DBMS 等同地支持。
  • 可移植（portable）所编写的代码可以在多个系统上运行。
• 使用函数
  • 大多数SQL实现支持以下类型的函数。
    • 用于处理文本字符串（如删除或填充值，转换值为大写或小写）的文本函数。
    • 用于在数值数据上进行算术操作（如返回绝对值，进行代数运算）的数值函数。
    • 用于处理日期和时间值并从这些值中提取特定成分（如返回两个日期之差，检查日期有效性）的日期和时间函数。
    • 返回 DBMS 正使用的特殊信息（如返回用户登录信息）的系统函数。
  • 文本处理函数
    • SELECT vend_name, UPPER(vend_name) AS vend_name_upcase FROM Vendors ORDER BY vend_name;。
    • LEFT()（或使用子字符串函数）：返回字符串左边的字符
    • LENGTH()（也使用 DATALENGTH()或 LEN()）：返回字符串的长度
    • LOWER()（Access使用 LCASE()）：将字符串转为小写
    • LTRIM()：去掉字符串左边的空格
    • RIGHT()（或使用子字符串函数）：返回字符串右边的字符
    • RTRIM()：去掉字符串右边的空格
    • SOUNDEX()：返回字符串的 SOUNDEX 值
    • UPPER()（Access 使用 UCASE()）：将字符串转换为大写
    • SOUNDEX 是一个将任何文本串转换为描述其语音表示的字母数字模式的算法。SOUNDEX 考虑了类似的发音字符和音节，使得能对字符串进行发音比较而不是字母比较。
  • 日期和时间处理函数
    • 期和时间采用相应的数据类型存储在表中，每种 DBMS 都有自己的特殊形式。很不一致，可移植性最差。
  • 数值处理函数
    • 数值处理函数仅处理数值数据。这些函数一般主要用于代数、三角或几何运算
      在主要DBMS的函数中，数值函数是最一致、最统一的函数
    • ABS()：返回一个数的绝对值
    • COS()：返回一个角度的余弦
    • EXP()：返回一个数的指数值
    • PI()：返回圆周率
    • SIN()：返回一个角度的正弦
    • SQRT()：返回一个数的平方根
    • TAN()：返回一个角度的正切

第九课 汇总数据

• 聚集函数
  • 聚集函数（aggregate function）对某些行运行的函数，计算并返回一个值。
  • AVG()：返回某列的平均值
  • COUNT()：返回某列的行数
  • MAX()：返回某列的最大值
  • MIN()：返回某列的最小值
  • SUM()：返回某列值之和
  • AVG()函数
    • AVG()通过对表中行数计数并计算其列值之和，求得该列的平均值。AVG()可用来返回所有列的平均值，也可以用来返回特定列或行的平均值。
    • SELECT AVG(prod_price) AS avg_price FROM Products;。
    • SELECT AVG(prod_price) AS avg_price FROM Products WHERE vend_id = 'DLL01';。
    • AVG()只能用来确定特定数值列的平均值，而且列名必须作为函数参数给出。为了获得多个列的平均值，必须使用多个 AVG()函数。
    • AVG()函数忽略列值为 NULL 的行。
  • COUNT()函数
    • COUNT()函数进行计数。可利用 COUNT()确定表中行的数目或符合特定条件的行的数目。
    • COUNT()函数有两种使用方式：
      • 使用 COUNT(*)对表中行的数目进行计数，不管表列中包含的是空值（NULL）还是非空值。
      • 使用 COUNT(column)对特定列中具有值的行进行计数，忽略 NULL 值。
    • SELECT COUNT(*) AS num_cust FROM Customers;，不管行中各列有什么值。计数值在 num_cust 中返回。
    • 如果指定列名，则 COUNT()函数会忽略指定列的值为空的行，但如果 COUNT()函数中用的是星号（*），则不忽略。
  • MAX()函数
    • MAX()返回指定列中的最大值。MAX()要求指定列名
    • SELECT MAX(prod_price) AS max_price FROM Products;，MAX()返回 Products 表中最贵物品的价格。
    • MAX()函数忽略列值为 NULL 的行。
  • MIN()函数
    • 返回指定列的最小值。与 MAX()一样，MIN()要求指定列名，用法同 MAX()
  • SUM()函数
    • SUM()用来返回指定列值的和（总计）。
    • SELECT SUM(quantity) AS items_ordered FROM OrderItems WHERE order_num = 20005;。
    • SUM()也可以用来合计计算值。
    • 利用标准的算术操作符，所有聚集函数都可用来执行多个列上的计算。SELECT SUM(item_price*quantity) AS total_price FROM OrderItems WHERE order_num = 20005;。
    • SUM()函数忽略列值为NULL的行。
• 聚集不同值
  • 以上 5 个聚集函数都可以如下使用。
    • 对所有行执行计算，指定 ALL 参数或不指定参数（因为 ALL 是默认行为）。
    • 只包含不同的值，指定 DISTINCT 参数。
  • ALL参数不需要指定，因为它是默认行为。如果不指定 DISTINCT，则假定为 ALL。
  • SELECT AVG(DISTINCT prod_price) AS avg_price FROM Products WHERE vend_id = 'DLL01';。
  • 如果指定列名，则 DISTINCT 只能用于 COUNT()。DISTINCT 不能用于 COUNT(*)。类似地，DISTINCT 必须使用列名，不能用于计算或表达式。
  • 虽然 DISTINCT 从技术上可用于 MIN()和 MAX()，但这样做实际上没有价值。一个列中的最小值和最大值不管是否只考虑不同值，结果都是相同的。
• 组合聚集函数
  • SELECT COUNT(*) AS num_items, MIN(prod_price) AS price_min, MAX(prod_price) AS price_max, AVG(prod_price) AS price_avg FROM Products;。

第十课 分组数据

• 数据分组
  • 使用分组可以将数据分为多个逻辑组，对每个组进行聚集计算。
• 创建分组
  • 分组是使用 SELECT 语句的 GROUP BY 子句建立的。
  • SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods FROM Products GROUP BY vend_id;。
  • 因为使用了 GROUP BY，就不必指定要计算和估值的每个组了。系统会自动完成。GROUP BY 子句指示 DBMS 分组数据，然后对每个组而不是整个结果集进行聚集。
  • 使用 GROUP BY 子句前，需要知道一些重要的规定
    • GROUP BY 子句可以包含任意数目的列，因而可以对分组进行嵌套，更细致地进行数据分组。
    • 如果在 GROUP BY 子句中嵌套了分组，数据将在最后指定的分组上进行汇总。
    • GROUP BY 子句中列出的每一列都必须是检索列或有效的表达式（但不能是聚集函数）。如果在 SELECT 中使用表达式，则必须在 GROUP BY 子句中指定相同的表达式。不能使用别名。
    • 大多数 SQL 实现不允许 GROUP BY 列带有长度可变的数据类型（如文本或备注型字段）。
    • 除聚集计算语句外，SELECT 语句中的每一列都必须在 GROUP BY 子句中给出。
    • 如果分组列中包含具有 NULL 值的行，则 NULL 将作为一个分组返回。如果列中有多行 NULL 值，它们将分为一组。
    • GROUP BY 子句必须出现在 WHERE 子句之后，ORDER BY 子句之前。
• 过滤分组
  • 除了能用 GROUP BY 分组数据外，SQL 还允许过滤分组，规定包括哪些分组，排除哪些分组。
  • WHERE 过滤行，而 HAVING 过滤分组。
  • SELECT cust_id, COUNT(*) AS orders FROM Orders GROUP BY cust_id HAVING COUNT(*) >= 2;。
  • 另一种理解方法，WHERE 在数据分组前进行过滤，HAVING 在数据分组后进行过滤。
  • 存在一条语句中同时使用 WHERE 和 HAVING 子句需求。
• 分组和排序
  • GROUP BY 和 ORDER BY 经常完成相同的工作，但它们非常不同
  • GROUP BY 对产生的输出排序，ORDER BY 对行分组，但输出可能不是分组的顺序。
  • 一般在使用 GROUP BY 子句时，应该也给出 ORDER BY 子句。这是保证数据正确排序的唯一方法。
  • SELECT order_num, COUNT(*) AS items FROM OrderItems GROUP BY order_num HAVING COUNT(*) >= 3 ORDER BY items, order_num;。
• SELECT 子句顺序
  • 所学过的子句的顺序
    • SELECT 要返回的表达式，必须使用
    • FROM 从中检索数据的表，仅在从表选择数据时使用
    • WHERE 行级过滤，不必须使用
    • GROUP BY 分组说明，仅在按组计算聚集时使用
    • HAVING 组级过滤，不必须使用
    • ORDER BY 输出排序顺序，不必须使用

第十一课 使用子查询

• 子查询

  • 查询（query）任何SQL语句都是查询。但此术语一般指 SELECT 语句。
  • SELECT 语句 是 SQL 的查询。SQL 还允许创建子查询（subquery），即嵌套在其他查询中的查询。

• 利用子查询进行过滤

  • 在 SELECT 语句中，子查询总是从内向外处理。

  SELECT cust_id
  FROM Orders
  WHERE order_num IN (SELECT order_num
                    FROM OrderItems
                    WHERE prod_id = 'RGAN01');
  

  • 对于能嵌套的子查询的数目没有限制，不过在实际使用时由于性能的限制，不能嵌套太多的子查询。
  • 作为子查询的 SELECT 语句只能查询单个列。企图检索多个列将返回错误。

• 作为计算字段使用子查询

  • 使用子查询的另一方法是创建计算字段。

  SELECT cust_name,
          cust_state,
          (SELECT COUNT(*)
          FROM Orders
          WHERE Orders.cust_id = Customers.cust_id) AS orders
  FROM Customers
  ORDER BY cust_name;
  

  • 虽然子查询在构造这种 SELECT 语句时极有用，但必须注意限制有歧义的列。

第十二课 联结表

• 联结

  • SQL 最强大的功能之一就是能在数据查询的执行中联结（join）表。联结是利用 SQL 的 SELECT 能执行的最重要的操作。
  • 关系表
    • 关系表的设计就是要把信息分解成多个表，一类数据一个表。各表通过某些共同的值互相关联（所以才叫关系数据库）。
    • 可伸缩（scale）能够适应不断增加的工作量而不失败。设计良好的数据库或应用程序称为可伸缩性好（scale well）。
  • 为什么使用联结
    • 联结是一种机制，用来在一条 SELECT 语句中关联表，因此称为联结。使用特殊的语法，可以联结多个表返回一组输出，联结在运行时关联表中正确的行。

• 创建联结

  • 创建联结非常简单，指定要联结的所有表以及关联它们的方式即可。

  SELECT vend_name, prod_name, prod_price
  FROM Vendors, Products
  WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;
  

  • 在引用的列可能出现歧义时，必须使用完全限定列名（用一个句点分隔表名和列名）。

  • WHERE子句的重要性
    －笛卡儿积（cartesian product）由没有联结条件的表关系返回的结果为笛卡儿积。检索出的行的数目将是第一个表中的行数乘以第二个表中的行数

    • 要保证所有联结都有 WHERE 子句，否则 DBMS 将返回比想要的数据多得多的数据。

  • 内联结

    • 目前为止使用的联结称为等值联结（equijoin），它基于两个表之间的相等测试。这种联结也称为内联结（inner join）。

    SELECT vend_name, prod_name, prod_price
    FROM Vendors INNER JOIN Products
    ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;
    

    • 传递给 ON 的实际条件与传递给 WHERE 的相同。

  • 联结多个表

    • SQL 不限制一条 SELECT 语句中可以联结的表的数目。创建联结的基本规则也相同。首先列出所有表，然后定义表之间的关系。

    SELECT prod_name, vend_name, prod_price, quantity
    FROM OrderItems, Products, Vendors
    WHERE Products.vend_id = Vendors.vend_id
    AND OrderItems.prod_id = Products.prod_id
    AND order_num = 20007;