数据库杂谈（五）——关系数据库语言

5 关系数据库语言

在这一小节中，我们将会首先使用MySQL进行我们的讲解，而后如果有机会，我会简单介绍一下SQLserver。

对于MySQL的下载和安装可以前往MySQL官网进行下载。安装过程可以参照Win10安装MySQL详细教程_蔚来不是梦的博客-CSDN博客_win10安装mysql进行安装。

5.1 MySQL简介

5.1.1 MySQL的发展历史

1986年发布了SQL-86

1989年发布了SQL-89

然后发布了92、99、03、06、08

在这里特别标明的1986和1989常作为软件工程师考题而出现，望各位知悉。

5.1.2 数据库的用户接口

什么是数据库的用户接口？

用户使用数据库时对数据库进行的操作，DBMS要想方设法满足，其提供的命令和语言就叫用户和数据库的接口。DBMS提供多种用户接口来针对不同的适用人群。其中接口包括：

• 查询语言
• 图形化工具（GUI）
• APIs
• 类库

5.1.3 SQL及其概念辨析

SQL的概念可以归结为以下几点：

• 结构化查询语言，是一门标准通用的语言。标准的sql适合于所有的数据库产品。
• SQL属于高级语言，只要能看得懂英语单词的，写出来的sql语句，可以读懂什么意思。
• SQL语句在执行的时候，实际上内部也会进行编译，然后再执行sql（sql语句的编译由DBMS完成。）
• SQL是一个非过程化的查询语言

而其和DB和DBMS的区别如下：

• DB：DataBase（数据库，数据库实际上在硬盘上以文件的形式存在）

• DBMS: DataBase Managemeng System（数据库管理系统，常见的有：MySQL、Oracle、DB2、Sybase、sqlServer。。。）

5.1.4 SQL查询语言的分类

SQL按其功能可以分为几大部分：

• DDL（数据定义语言）：数据定义语言，用于定义、撤销和修改数据模式，creat、drop、alter。
• DQL（数据查询语言）：查询语句，凡是select语句都是DQL。
• DML（数据操纵语言）:用于增删改数据，insert、delete、update。
• DCL（数据访问权限控制语言）：用于数据访问权限的控制。grant授权，revoke撤销权限。
• TCL（事务控制）：commit提交事务，rollback回滚事务。
• embeddedSQL and dynamicSQL（嵌入式SQL和动态SQL）：嵌入式和动态SQL。其作用是定义SQL语句如何嵌入到通用编程语言内部，如C、C++和java等。

5.2 入手

为了方便上手，我们不会先讨论表是怎么创建的，而要先从最简单却又最复杂的查询语句开始讲起。但在此之前，我们需要弄懂一些概念，这些概念我们在前面已经简要提到过，这里稍微回顾一下。

5.2.1 回顾——基本和虚表

我们在前面曾经谈论过基表和虚表（视图）。

基表是真真实实存在的，他的数据显式地存储在数据库中，或者换一种说法就是，你当时存的时候什么样基表就长什么样。

而虚表是仅有逻辑定义，可以根据其定义从其他表（包括视图）中导出，但不作为一个表显式地存储在数据库中。换一种说法就是，比如你数据库里面已经有个基表了，然后我通过某些要求过滤了一些条件，查询出来的表就是虚表，虚表实际上不存在数据库里，他只是通过一些计算和逻辑语言提取出来的。

当基表的模式修改时，通过定义适当的视图，仍可以为用户提供修改前的数据模式，避免修改应用程序，从而有利于提高数据的逻辑独立性。也就是说，即使你基表改了，但是为了视图还是和以前一样，我们可以在基表的基础上做一些其他的操作，使他改变操作后算出来的虚表和之前没改的虚表一模一样。

5.2.2 数据准备

在下面的练习中我们会用到大量的查询操作，但这都是建立在数据库中有表的基础上，所以我们会提供数据先建立几张表。

DROP TABLE IF EXISTS EMP;
DROP TABLE IF EXISTS DEPT;
DROP TABLE IF EXISTS SALGRADE;

CREATE TABLE DEPT
       (DEPTNO int(2) not null ,
	DNAME VARCHAR(14) ,
	LOC VARCHAR(13),
	primary key (DEPTNO)
	);
CREATE TABLE EMP
       (EMPNO int(4)  not null ,
	ENAME VARCHAR(10),
	JOB VARCHAR(9),
	MGR INT(4),
	HIREDATE DATE  DEFAULT NULL,
	SAL DOUBLE(7,2),
	COMM DOUBLE(7,2),
	primary key (EMPNO),
	DEPTNO INT(2) 
	)
	;

CREATE TABLE SALGRADE
      ( GRADE INT,
	LOSAL INT,
	HISAL INT );

//插入数据
INSERT INTO DEPT ( DEPTNO, DNAME, LOC ) VALUES ( 
10, 'ACCOUNTING', 'NEW YORK'); 
INSERT INTO DEPT ( DEPTNO, DNAME, LOC ) VALUES ( 
20, 'RESEARCH', 'DALLAS'); 
INSERT INTO DEPT ( DEPTNO, DNAME, LOC ) VALUES ( 
30, 'SALES', 'CHICAGO'); 
INSERT INTO DEPT ( DEPTNO, DNAME, LOC ) VALUES ( 
40, 'OPERATIONS', 'BOSTON'); 
commit;
 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7369, 'SMITH', 'CLERK', 7902,  '1980-12-17'
, 800, NULL, 20); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7499, 'ALLEN', 'SALESMAN', 7698,  '1981-02-20'
, 1600, 300, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7521, 'WARD', 'SALESMAN', 7698,  '1981-02-22'
, 1250, 500, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7566, 'JONES', 'MANAGER', 7839,  '1981-04-02'
, 2975, NULL, 20); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7654, 'MARTIN', 'SALESMAN', 7698,  '1981-09-28'
, 1250, 1400, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7698, 'BLAKE', 'MANAGER', 7839,  '1981-05-01'
, 2850, NULL, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7782, 'CLARK', 'MANAGER', 7839,  '1981-06-09'
, 2450, NULL, 10); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7788, 'SCOTT', 'ANALYST', 7566,  '1987-04-19'
, 3000, NULL, 20); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7839, 'KING', 'PRESIDENT', NULL,  '1981-11-17'
, 5000, NULL, 10); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7844, 'TURNER', 'SALESMAN', 7698,  '1981-09-08'
, 1500, 0, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7876, 'ADAMS', 'CLERK', 7788,  '1987-05-23'
, 1100, NULL, 20); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7900, 'JAMES', 'CLERK', 7698,  '1981-12-03'
, 950, NULL, 30); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7902, 'FORD', 'ANALYST', 7566,  '1981-12-03'
, 3000, NULL, 20); 
INSERT INTO EMP ( EMPNO, ENAME, JOB, MGR, HIREDATE, SAL, COMM,
DEPTNO ) VALUES ( 
7934, 'MILLER', 'CLERK', 7782,  '1982-01-23'
, 1300, NULL, 10); 
commit;
 
INSERT INTO SALGRADE ( GRADE, LOSAL, HISAL ) VALUES ( 
1, 700, 1200); 
INSERT INTO SALGRADE ( GRADE, LOSAL, HISAL ) VALUES ( 
2, 1201, 1400); 
INSERT INTO SALGRADE ( GRADE, LOSAL, HISAL ) VALUES ( 
3, 1401, 2000); 
INSERT INTO SALGRADE ( GRADE, LOSAL, HISAL ) VALUES ( 
4, 2001, 3000); 
INSERT INTO SALGRADE ( GRADE, LOSAL, HISAL ) VALUES ( 
5, 3001, 9999); 
commit;

在下面，我会教你如何导入这份数据。

需要注意的是，虽然SQL通用，但是建表语句有部分语法是不通用的，所以上面的表数据只适用于MySQL，如果将其导入SQLserver是会报错的。

在下面的叙述中，我时常会交叉使用用术语字段和属性，实际上两个术语指的都是同一件事物。

5.2.3 常用命令

查看当前使用的是哪个数据库？

select database();

查询数据库版本也可以使用

select version();

结束一条语句？

\c

退出mysql？

exit

查看创建表的语句

show create table emp;

5.2.4 导入数据

我们下面会将5.2.2中准备的数据导入MySQL里我们建立的数据库。如果你是第一次学习，建议跟着我照做即可。

• 第一步：登录mysql数据库管理系统。

• 第二步：查看有哪些数据库

  show databases;
  

  (这个不是sql语句，属于MySQL命令)

• 第三步：创建属于我们自己的数据库

  Create database bjpowernode;
  

  (这个不是sql语句，属于MySQL命令)

• 第四步：使用bjpowernode数据

  Use bjpowernode;
  

  (这个不是sql语句，属于MySQL命令)

• 第五步：查看当前使用的数据库有哪些表?

  Show tables;
  

• 第六步：初始化数据

  Mysql>source D:\MySQL\bjpowernode.sql（这里source后面跟的是上面sql文件的数据，如果你没有该文件，建议你打开记事本把5.2.2中的sql复制进去然后重命名为bjpowernode.sql）

当我们使用source进行初始化数据库后，此时数据库中有三张表，我们可以使用show table进行查看。

mysql> show tables;
±----------------------+
| Tables_in_bjpowernode |
±----------------------+
| dept |
| emp |
| salgrade |
±----------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

5.2.5 简单的查询

如果需要删除一个数据库

drop database bjpowernode;

如果需要查看一个表的结构

desc 表名

如desc dept;

±-------±------------±-----±----±--------±------+

| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |

±-------±------------±-----±----±--------±------+

| DEPTNO | int(2) | NO | PRI | NULL | |（部门编号）

| DNAME | varchar(14) | YES | | NULL | |（部门名称）

| LOC | varchar(13) | YES | | NULL | | （部门位置）

±-------±------------±-----±----±--------±------+

利用如下代码可以查询表中所有数据

select * from 表名

查询表中数据的语法如下：

Select 字段名1，字段名2，字段名3，…from 表名；

这里需要注意的是，任何一条sql语句都以";"结尾并且sql语句不区分大小写。在老版的Mysql中如果你一条sql语句不写分号是会报错的，但是新版不会报错。为了养成良好的习惯，我们应该加分号。

比如我们想查看员工的年薪

select ename,sal*12 from emp;

需要注意的是，我们查询的字段是可以进行运算的，比如上述的sql语句，我想查询员工表中员工名和薪水，但是我要的是年薪，表中给的是月薪，这时只需要对月薪乘12即可。

对于上面的查询，我们发现查询得出的表中年薪的字段是sal* 12。如果对sal*12难受，我们可以重命名

select ename,sal*12 as yearsal from emp;

这里的as是可以省略的。

如果想起中文名也可以

select ename,sal*12 as "年薪" from emp;

需要注意的是，这里用中文单引号和双引号都可以，但是建议单引号，因为单引号其他数据库也通用，不然你这里的数据库可以用其他不能用就会导致很尴尬。

如果要查询所有的字段，即查看整张表的数据。

select*from emp;

在实际开发中是不推荐使用*的，因为如果一张表的属性非常多，会导致查出来的数据非常多，这在实际开发中查询的时候效率十分低下。

对于查询出来的结果有些可能会重复，此时我们可以用distinct去重

select distinct job from emp;

需要注意的是，distinct关键字必须放在所有字段的最前面，因为如果处于中间会导致去重不对等，如

select ename,distinct job from emp;

以上的sql语句是错误的，为什么？因为job是去重了，但是ename没有去重，导致两条属性值结果不一样多。

distinct出现在最前面表示后面的字段联合起来去重。

如果你想显式地指明你需要保留重复元组，可以使用all关键字，但是保留重复元组是默认的，所以我们在使用中将不会使用all关键字。

5.2.6 条件查询

5.2.6.1 条件查询格式

条件查询语法格式如下：

Select 字段，字段…… From 表名 Where 条件；

例如查询员工表中工资待遇为5000的员工姓名

select ename from emp where sal = 5000 ;

例如想要查看员工名为smith的工资

select sal from emp where ename = 'smith';

不只是中文要加单引号，只要是字符串都要加单引号，不知道是不是字符串可以用desc去查询表的结构。

如果想要找出工资高于3000的员工

select ename from emp where sal>3000;

如果想要找出工资不等于3000的员工

select ename from emp where sal <> 3000;

如果你学过一些编程语言，也可以用以下的方式：

select ename from emp where sal != 3000;

5.6.2.1 Between and

如果想要找出工资在1100和3000之间的员工，包括1100和3000，可以如下

select ename from emp where sal >=1100 and sal<=3000;

也可以如下

select ename from emp where sal between 1100 and 3000;

这里要注意下，between必须左小右大，并且所划的区间是闭区间。

Between and 除了可以使用在数字方面之外，还可以使用在字符串方面。

 select ename from emp where ename between 'A' and 'D';

这里要注意的是，字符串用between and 取头字母二十四字母区间，而且所划区间左闭右开。

5.2.6.3 is null

如果想要找出哪些人没有津贴，可以如下

select ename,sal,comm from emp where comm is null;

需要注意的是，在sql中NULL不是0，不是一个值，而是代表没有这个数据，为空。

如果想要找出哪些人的津贴不为空，可以如下

select ename,sal,comm from emp where comm is not null;

5.2.6.4 or

如果想要找出工作岗位是MANAGER和SALESMAN的员工，可以如下

select ename,job from emp where job = 'MAnager' or job ='salesman';

5.2.6.5 and和or的优先级问题

如果我们想要找出薪资大于1000的并且部门编号是20或30部门的员工。可以如下：

select ename,sal,deptno from emp where sal>1000 and deptno=20 or deptno = 30;

这里观察下表发现，有一项数据出了问题。

±-------±--------±-------+
| ename | sal | deptno |
±-------±--------±-------+
| ALLEN | 1600.00 | 30 |
| WARD | 1250.00 | 30 |
| JONES | 2975.00 | 20 |
| MARTIN | 1250.00 | 30 |
| BLAKE | 2850.00 | 30 |
| SCOTT | 3000.00 | 20 |
| TURNER | 1500.00 | 30 |
| ADAMS | 1100.00 | 20 |
| JAMES | 950.00 | 30 |
| FORD | 3000.00 | 20 |
±-------±--------±-------+

这说明and的运算优先级大于or运算优先级，在实际运用中并不需要记住这些优先级，不确定的优先级直接加小括号括起来先运算即可。即如下所示

mysql> select ename,sal,deptno from emp where sal>1000 and (deptno=20 or deptno = 30);

5.2.6.6 in

在前面我们曾经这样：找出工作岗位是MANAGER和SALESMAN的员工，当时我们使用的是or。当然，我们可以使用in来解决

select ename,job from emp where job in ('SALESMAN','MANAGER');

需要注意的是，这里in后面的是值集，不是区间。

5.2.6.7 like

找出员工表中员工名字含有o的，可以如下：

 select ename from emp where ename like '%o%';

在这里我们需要注意的是，在模糊查询中需要掌握两个特殊的符号，一个是%一个是_，%代表匹配任意多个字符， _代表匹配一个字符。

如果我们想要找到名字中第二个字母是A的，可以如下：

select ename from emp where ename like '_a%';

如果要找出名字中有下划线的，为了避免使用下划线时被误判为想要使用匹配字符功能，我们可以在其前面加上转义字符\。

这里要有个关于数据类型的模糊查询问题，对于char和varchar，其模糊查询出来的结果可以有点不一样。

varchar是可变的，也就是说模糊查询查的结果就是我们想要的结果；而对于char来说，一旦你设char里容纳4个字节而只存放3个字节，那么其余空间将会全部空格补齐。也就是说，用like去查"l_%"，那么“ _ ”所匹配的很有可能是空格。

举个比较简单的例子，如果我们使用char(3)来存放"刘云"这个名字，那么"like刘_ _"是可以把"云"后面所在的空格也查出来的，也就是说，使用char(3)存放刘云而使用like刘 _ _查询，是可以把刘云这个结果查出来的。

5.2.7 排序

对于排序，我们先给出一个例子：按照工资排序，找出员工名和薪资。

select ename,sal from emp order by sal;

也就是说，关键词order by后跟想要排序的属性。但是根据上述给出的sql语句可知，其对sal的排序是一个升序排列。

在排序中，若order by [属性名] [排序方式]中的排序方式未给出，那么其默认升序。如果需要手动指定升序可以使用asc，而指定降序可以使用desc。

如果我们要按照工资的升序降序排列，当工资相同的时候再按照名字的升序排列。如下所示：

select ename,sal from emp order by sal desc,ename asc;

需要注意的是，这里有必要说一下各个关键词的执行顺序：

mysql> select
  -> 字段 3
  -> from
  -> 表名 1
  -> where
  -> 条件 2
  -> order by 4

5.3 渐入

5.3.1 分组函数

SQL中提供了五个固有的聚集函数，分别是：

• count 计数

• sum 求和

• avg 平均值

• max 最大值

• min 最小值

需要注意的是，sum和avg的输入必须是数字值集，而其他函数可以作用在非数字值集上。

在有些书上，也把分组函数叫做聚集函数，其作用是以一个值集作为输入，返回单个值的函数。而且他还有例外一个名字，叫多行处理函数。多行处理函数的特点就是：输入多行，最终输出一行。

既然有多行处理函数，肯定也有一个单行处理函数，也就是，先找到一行，处理一行，然后再继续下一行。

这么说可能有点模糊，我们在下面的例子中会详细体会。

我们如果要对津贴做一个统计，我们可以这么干：

select count(comm) from emp; 

查出来的结果你试试就知道是4，也就是说，count具有的计数并不是和sum一样的计算总和的功能，而是统计一个关系中符合条件元组的个数。并且在这里例子中，分组函数是自动忽略NULL的。

我们时常用count来计算一个关系中所有元组的个数，如下所示：

select count(*) from emp;

5.3.2 单行处理函数

单行处理函数和分组函数是相对的，其输入一行处理一行。对于数据为空的位置来说，如果空数据参与运算，那么算出来的一切结果都会为空。

为此，如果我们想改变这种情况，我们可以用单行处理函数ifnull()来解决，ifnull又叫空处理函数，是单行处理函数的一种，它的作用是把某个字段中所有为null的位置填上自己指定的默认值。

select ename,ifnull(comm,0) as comm from emp;

5.3.3 回到分组函数

分组函数有一个需要注意的点是，我们不能在where关键字后跟分组函数，如我们想找出工资高于平均工资的员工：

select avg(sal) from emp where sal>avg(sal);

ERROR 1111 (HY000): Invalid use of group function

上面的SQL语句是错误的。导致这个的原因实际上是因为在使用分组函数的时候，实际上SQL是先where后分组再分组函数，分组实际上和分组函数没有啥关系，分组的关键字是group by。一般来说分组后才会使用分组函数。

换言之，顺序来解释就是：

select 5
from 1
where 2
group by 3
having 4
order by 6

你可以理解为分组函数的顺序是3.5。:happy:

那回到上述问题，我们如何在避免分组函数跟在where后的情况下解决找出工资高于平均工资的员工这个问题？

这时候我们可以使用嵌套子查询，即n个sql语句可以合成一句来写。在这里我们先简单介绍体会一下：

select ename,sal from emp where sal>(select avg(sal) from emp ) ;

5.3.4 分组

既然前面说到group by关键字，这一小节肯定是要着重介绍了，与group by一同出场的还有having关键字。

前面我们说过，where的执行顺序优先于group by，那么当where筛选条件后得出的新关系拿来用group by分组得出新关系2，如果我们想再次做筛选该如何呢？这时候就需要使用having关键字了。having关键字的作用就是对分组之后的数据进行二次过滤。

如果我们不仅希望分组函数作用于单个元组集上，而且希望将其作用到一组元组集上，用group by这个关键字就可以实现。group by用于构造分组，它可以对一个关系中属性值相同的元组分于一个组中。

要体会group by和having两者的用处，请随我看下面的例题：

我们如果要找出每个工作岗位的最高薪资：

select job, max(sal) from emp group by job;

试想，如果在对工资取一个最大数的情况下，如果没有分组，job该取什么值和这个Max(sal)对应呢？如果对Job分组，那么job就会分成：

job
CLERK
SALESMAN
MANAGER
ANALYST
PRESIDENT

分组完成后会在每个小组中，取一个最大的sal来填入max(sal)的位置。

job	max(sal)
ANALYST	3000.00
CLERK	1300.00
MANAGER	2975.00
PRESIDENT	5000.00
SALESMAN	1600.00

这也是为什么分组函数常常联合使用且名为分组函数的缘故，任何一个分组函数都是在group by语句执行结束之后才会执行的。当一条sql语句没有group by的话，整张表的数据会自成一组。

你可以理解为：

select avg(sal) from emp;   =   select avg(sal) from emp group by;

5.3.5 多字段分组查询

对于多个属性同时分组，一定要注意一件事：出现在select语句中的但没有被分组的属性只能出现在group by。换句话说任何没有出现在group by子句中的属性如果出现在select子句中的话，只能出现于分组函数内部。下面我们拿一个十分简单的例子来说明：

如果我们要找出每个工作岗位的最高工资：

select max(sal),job from emp group by job;  #yes
select ename,max(sal),job from emp group by job;  #no

很明显，第一条是对的，因为第二条的ename出现在select却没有出现在group by中，这就意味着sal通过分组函数分组了，job通过group by关键字分组了，就只有ename没有分组。

以上第二条SQL语句在Oracle数据库中无法执行，执行报错。

在SQLserver数据库总无法执行，执行报错，报错提示属性没有被聚集。

在Mysql数据库中可以执行，但是执行结果矛盾。

如果我们想要多个字段分组，我们可以在group by中填上需要分组的属性，如下面的例子一样：我们需要找出不同岗位的最高薪资。

select deptno,job,max(sal)
	from
	emp
	group by
	deptno,job;

5.3.6 部分limit

limit用于分页查询，其为MySQL数据库特有的关键字，其他数据库中没有，需要注意的是，Oracle中有一个相同的机制，叫做rownum。

limit用于选取集合中的部分数据，它的语法机制为[结果集] limit startIndex , length。其中startIndex表示起始位置，从0开始，length表示取几个。

让我们用一个例子来讲述上面的知识点：我们想要找出工资排名在第4到第9的员工，我们可以采用下面的方式：

select ename,sal from emp order by sal desc limit 3,6;

5.3.7 小结

在原则上，如果可以在where中过滤的数据，尽量在where中过滤，效率较高。having的过滤是专门对分组之后的数据进行过滤的。这一块部分实际上涉及到查询优化的相关知识，在后面，我们会继续深入探讨查询优化的相关知识。

5.4 连接查询

5.4.1 概述

在上面的小节中，我们一直都是在对一张表对查询，可在实际开发中，一个业务一般对应多张表，比如学生和班级，是不可能让你在一张表查的如此开心的。

有些同学会感觉到疑惑，既然多表联查如此麻烦，那我们把学生和班级的数据都统一在一张表上不就可以了吗？但事实是，这涉及到关系数据库的规范化，如果把数据全部集中在一张表上，那就会造成大量的冗余，比如学生表中的学生都是在一个班上，那么如果两表合一，就会造成一张表上出现多次同个班级的情况。

5.4.2 连接查询分类

连接查询根据年代来划分可以分为两种，其中我们普遍在学习的应该是SQL92版本的，而SQL99的版本就比较新颖，语法也比较简洁明了。

另一种划分方式是根据连接方式来划分，如下所示：

• 内连接
  • 等值连接
  • 非等值连接
  • 自连接
• 外连接
  • 左外连接（左连接）
  • 右外连接（右连接）
• 全连接（很少见）

5.4.3 连接查询细讲

5.4.3.1 原理

在SQL中的连接查询原理和关系代数中的连接查询原理实际上是一回事，也就是说，同样是使用加了限制的笛卡尔积。需要注意的是，使用连接查询看似查询条数少于笛卡尔积，但是实际上它是先根据多表多笛卡尔积后再筛选符合条件的，所以实际上查询时间是不会减少的。

5.4.3.2 等值连接

这些术语看似很吓人，实际上很简单，就是根据某某条件相等来做连接。需要注意的是，现在在企业中很少有人会用老版的SQL92写法，而是采用新式SQL99写法。下面让我们看看两者区别如何：

如果我们要找出每一个员工的部门名称，要求显示员工名和部门名。采用SQL92写法如下：

select ENAME ,DNAME  from emp e,dept d where e.deptno = d.deptno;

SQL92之所以舍弃，官方的说辞是，where里面写的是表连接的条件，不是过滤条件，条件结构不清晰。

而在SQL99里，我们这么写：

select e.ENAME,d.DNAME from emp e (inner) join dept d on e.DEPTNO = d.DEPTNO;

其中inner可写可不写，写出来的好处是协同开发的伙伴能够看出是内连接，可读性好。相比于SQL92，SQL99的SQL语法结构更加清晰一些：表的连接条件和where过滤条件分离了。

5.4.3.2 非等值连接

内连接中的非等值连接最大的特点就是：连接条件中的关系是非等量关系。如我们想要找每个员工所处工资等级，并且显示对应名字和工资。

select e.ename,e.sal,s.grade from emp e join salgrade s on e.sal between s.LOSAL and s.HISAL

所谓的非等值连接，无非就是连接的条件从等价条件转为非等价条件。

5.4.3.3 自连接

所谓的自连接，就是把自己的一张关系看成两张，自己连接自己的关系。以题为例：如果我们找出每个员工的上级领导，要求显示员工名和对应的领导名。【备注：mgr经理，empno工号】

select e.ename "员工名",e2.ename "老板名" from emp e join emp e2 on e.mgr = e2.empno;

5.4.3.4 外连接

在讲述完自连接的同时，我们引入了外连接。假设A和B表进行连接，使用内连接的话，凡是A表和B表能够匹配上的记录查询，就是内连接，AB两张表实际上并没有主副之分，两张表是平等的。

而对于外连接，假设A和B表进行连接，使用外连接的话，AB两张表中一张表是主表，一张表是副表，主要查询主表汇总的数据，稍等着查询副表，当副表中的数据没有和主表中的数据匹配上，副表自动模拟出NULL与之匹配。

外连接主要分为左外连接和右外连接，分别对应左边的表是主表和右边的表是主表。而对于左连接和右连接，实际上是相对的，主要看你两张表哪张放左哪张放右。

让我们看一下实际的例子：如果我们需要找出每个员工的上级领导，相对于上个例子，我们还要找出最顶级的上司。

由于在上个例子中我们使用的是内连接的方式，所以最上级的领导实际上是不存在的，既然不存在，就匹配不到自己的上级的，既然匹配不出来，那么他对应连接出来的元组是不显示的。而对于外连接来说，指定员工表作为主表，那么主表的所有元组都会存在于连接的结果中，即使某条元组匹配不到另一张表中对应的元组，它也会用NULL补上。

回到本题的例子，我们可以用左外连接来解决这个问题：

select e.ename "员工名",e2.ename "老板名" from emp e left（out） join emp e2 on e.mgr = e2.empno;

5.4.3.5 全连接

对于全连接来说，不仅在开发中即为罕见，在考试中也几乎不考查，所以我们这里就不做过多讲解了。

5.4.3.6 多张表做连接

在使用SQL99的写法对两张表做连接时，我们使用的是from 表一 join 表二 on 条件这种写法，那如果我们要多张表连接呢？我们可以使用A join B join C ... on 条件。其表示的意思是：A表和B表先进行表连接，连接之后A表继续和C表进行连接。

5.4.4 子查询

5.4.4.1 概述

SQL中提供嵌套子查询机制，子查询是嵌套在另一个查询中的select-from-where表达式。子查询嵌套在where子句中，通常用于对集合的成员资格、集合的比较以及集合的基数进行检查。

上面的表述可以写为如下形式：

		select
			…(select)
		from
			…(select)
		where
			…(select)

5.4.4.2 集合成员资格

SQL允许测试元组在关系中的成员资格。在前面的学习中，我们使用in来检测元组是否为集合中的成员，集合是由select子句产生的一组值构成的，连接词not in则测试元组是否不是集合中的成员。

让我们用一个例子来体会这里要讲的知识：我们需要找出等于平均薪资的员工信息。在3.3中，我们初次体会到了嵌套子查询，对于本题来说，实际上就是在测试集合成员资格，我们可以把这个题目归为以下步骤：

1. 找出员工的平均薪资
2. 找出等于平均薪资的员工

也就是说，我们在找出员工的平均薪资后，用in来判断所求员工的薪资是否等于符合平均薪资。

select * from emp where sal = (select avg(sal) from emp); //写法一
select * from emp where sal in (select avg(sal) from emp);//写法二

同样地，我们也可以用not in来完成找出不等于平均薪资的员工信息。

5.4.4.2 集合的比较

集合的比较比较典型的例子是3.3的例子，这里就不再细讲了。在这里，我们使用的是where子查询，意在比对两个集合。

select * from emp where sal > (select avg(sal) from emp);

5.4.4.3 from子查询

from子查询实际上是进行一个套娃的过程，也就是通过某种查询查询出一个大表，再从这个大表中进行查询。

比较具体的例子是：我们要找出每个部门的平均薪水的薪资等级。

首先我们可以先按部门编号分组，这样的话得到是每个部门的平均薪水。

select deptno,avg(sal)  avgsal from emp group by deptno;

然后我们再将上面查询出来的大表当做临时表，让其和salgrade表做连接，条件是其每个部门平均薪水处于每个薪资等级最高薪水和最低薪水之间。

select t.*,s.grade from (select DEPTNO ,avg(sal) as avgsal from emp group by DEPTNO) t join salgrade s on t.avgsal between s.LOSAL and s.HISAL;

5.4.5 谓词查询

谓词查询实际上都是应用于集合的比较，通常对应至少、至多等术语。其中集合的获取可以使用前面讲过的子查询。

5.4.5.1 some查询

some意为至少比某一个如何，如果我们要查询某某至少比集合内的某一个要大，可以使用>some [集合]来表示。

在SQL中关键词any同义于some，只不过在早期的版本中仅允许使用ant，后来的版本为了避免和英语中的any一词在语义上的混淆，又添加了一个可选择的关键词some。

5.4.5.2 all查询

all意味所有，如果我们要查询某某比集合内所有的要大，可以使用> all [集合]来表示。

5.4.5.3 空关系测试

SQL除了上面两个谓词，还可以使用exists来测试子查询的结果中是否存在所需元组。如果我们要查询某某存在集合，可以使用exists [集合]来表示。如我们要查找工资为800且名字为史密斯的工作人员信息，我们可以：

select * from emp where sal = 800 and exists (select * from emp where ename = "SMITH");

同样地，如果我们想要表示某某不存在所需集合，可以用not exists [集合]表示。

从上面的exists来看，其还可以用于且(和)运算。

5.4.5.4 重复元组存在性测试

SQL提供一个布尔函数，用于测试在一个子查询的结果中是否存在重复元组。如果作为参数的子查询结果中没有重复的元组，unique将返回true值。

5.4.5.5 with 子句

with子句用于建立临时表，相比于from子查询，其语法结构更加清晰明了，如：查找销售员岗位且名字为SIMTH的工作人员信息。

with SALESMAN as (select * from emp where JOB = "CLERK") select * from emp where ENAME = "SMITH";

需要注意的是，为临时表指定名字时，格式并非原名 as 重命名，而是重命名 as 查询所得表。

5.5 集合运算

SQL作用在关系上的union，intersect和except运算对应我们高中数学集合论中学习的$\cup 、\cap 、-$运算，在SQL中，这些集合运算都是会对运算结果做自动去重。通过对下面例子的学习，我们能够更加深入地去了解。

5.5.1 并运算

我们都知道，并对应逻辑运算中的或，当我们的题意中有或的字眼时，我们就要考虑使用并运算，其语法规则为集合1 union 集合2如：查找工资为800或者1300的员工名以及工资信息。

select ename,sal from emp where sal = 800 union select ename,sal from emp where sal = 1300;

5.5.2 交运算

交对应逻辑运算的和（且），当我们的题意中有和或者且的字眼时就要考虑用交运算。其语法规则为集合1 intersect 集合2。如：查找工资为800且职位为clerk的员工信息。

(select * from emp where sal = 800) intersect (select * from emp where job = clerk);

需要注意的是，在MySQL中是不支持intersect的，由前面所学的知识可知，以上的题目完全可以转化为以下形式：

select * from emp where sal = 800 and job = clerk);

不仅MySQL不支持intersect，现在很多DBMS基本上都不支持。在MySQL中实际上如果真想使用交运算，可以使用过我们在5.4.5.3中学到的exists关键字，如本题我们还可以写为：

select * from emp where sal = 800 and exists (select * from emp where job = "clerk");

在前面我们说过，集合运算会对结果自动去重，如果你想不让其去重，可以使用intersect all。

5.5.3 差运算

差对应中文语义中的在...但不在...，其语法规则为集合1 except 集合2如：查找工资为800但职位不是销售员(SALESMAN)的员工信息。

select * from emp where sal = 800 except select * from emp where job = salsman;

同样地，上面的except在MySQL中同样不支持，由前面所学知识可知，以上的题目完全可以转化为以下形式：

select * from emp where sal = 800 and job!="salesman";

如果在Oracle，其使用关键字minus来代替except。如果想保留所有重复，可以使用except all来代替except。

5.5.4 空运算

对于某个值和空值做运算，其实际上是无法运算的，所以为了解决这个问题，除了true和false之外我们引入第三个逻辑值unknown。

对于and运算来说：true和unknown的结果是unknown，false和unknown结果是false，unknown and unknown结果是unknown。

对于or来说：true和true or unknown的结果是true，false or unknown结果是unknown，unknown or unknown结果是unknown。

对于not来说：not unknown的结果是unknown。

对于SQL来说，我们可以使用关键词null来测试控制，如：查找名为史密斯且其提成为空的员工信息。

select * from emp where ENAME = "SMITH" and COMM is null

5.6 表结构

5.5.1 建表和删表

如果我们需要建一个表，我们可以使用如下形式：

create table 表名（
		字段名 1 数据类型，
		字段名 2 数据类型，
		字段名 3 数据类型，
		<完整性约束1>
		<完整性约束2>
		...
	）；

对于MySQL中字段的数据类型常见的有：

int	整数型	（java中的int）
bigint	长整型	（java中的long）
float	浮点型	（java中的 float double）
char	定长字符串	（String）
varchar	可变长字符串	（StringBuffer/StringBuilder）
data	日期类型	(对应java中的java.sql.data类型)
BLOB	二进制大对象	（存储图片、视频等流媒体信息）binary large object（对应java的object）
CLOB	字符大对象	（存储较大文本，比如，可以存储4G的字符串。）character large object（对应java的object）

其中容易混淆的两个数据类型当然是char和varchar了，在5.2.6.7中我们曾经谈过此事。他们两个的区别在于，假如我指定char（6），那么不管我输入啥字符，只要不超6个空间，它都是给6个空间，但是如果是varchar（6），他是一种智能的类型，能判断你输入的字符是占多少个空间（前提是不超6），并且分配对应字符的空间。

varchar不是一定要使用的，像生日，性别的这种数据字段不发生改变的时候，是定长的，那我们就采用char。而当一个字段的数据长度不确定的时候，例如：简介、姓名等都是采用varchar。

在前面的学习中，我们时常发现存储的数据常常是一些整数啊字符串啊之类的结构化数据，实际上表中数据是可以放一些非结构化的数据比如视频音乐等。假设有个电影表t_movie

id	name(varchar)	playtime(data/char)	haibao(BLOB)	history(CLOB)
1 2 3	蜘蛛侠 … …

一般来说，我们不会直接将视频放到表里面，而是将硬盘里面的路径放到表里。而图片就可能会放到表里。

说完上面的知识点，让我们来简单创建一个表吧！如果我们要创建一个学生表，学生信息包括:学号、姓名、性别、班级编号、生日

• 学号：bigint

• 姓名：varchar

• 性别：char

• 班级编号：int

• 生日：char

使用SQL语句我们可以这么创建：

create table t_student(
		no bigint,
		name varchar(255),
		sex char(1),
		classno varchar(255),
		birth char(10)
	);

创建表的时候可以指定表为NULL时的默认值，如：

create table t_student(
		no bigint,
		name varchar(255),
		sex char(1) default 1,
		classno varchar(255),
		birth char(10)
	);

如果我们要删除这个表，可以使用drop table if exists 表名来删除。

5.5.2 插入数据

我们现在需要对这个空表插入几个数据，插入数据的语法格式为：

insert into 表名(字段名1，字段名2，字段名3..)values(值1，值2，值3)

需要注意的是：这里要求字段的数量和值的数量相同，并且数据类型要对应相同。

我们来对上一小节创建的空表添加数据吧！如下所示：

insert into t_student(no,name,sex,classno,birth)values(1,'BaKa爱','1','gaosan1ban','1950-10-12');

MySQL为我们提供了简写方式：字段名和值能对得上就行，比如表中no字段对应1，你可以写成：

insert into t_student(name,sex,classno,birth,no)values('zhangsan','1','gaosan1ban','1950-10-12',2);

如果表中有（学号、姓名、性别、班级编号、生日）五个字段，如果你只插入一个字段和值，那么其他字段的值为空。

insert into t_student(name) values('乔峰');

当一条insert语句执行成功之后，表格当中必然会多一行记录。即使多的这一行记录当中某些字段是NULL，后期也无法再执行insert语句插入数据了，只能使用update进行更新。

也就是说，insert的最小操作单位是元组，不是属性。

特别地，如果你写插入语句，不写字段名，那么后面的值必须写满表所有的字段，一个都不能漏。比如说表中有（学号、姓名、性别、班级编号、生日）五个字段，那么你可以写：

insert into t_student values(1,'zhangsan','1','gaosan1ban','1950-10-12');

字段可以省略不写，但是后面的value对数量和顺序都有要求。

当然我们也可以多行添加，如：

insert into t_student(name,sex,classno,birth,no)
values
('BaKa爱','1','gaosan1ban','1950-10-12',2),
('乔峰','2','gaosan1ban','1955-09-28',4);

5.5.3 拷贝表

如果我们想要把查询的结果作为一张新表置于数据库，我们可以使用语法create table 表名 as select 语句来完成这个工作。如：

create table emp1 as select * from emp;

这个语法是不是和使用格式with 表名 as 查询结果来创建临时表有点相似呢？

如果我们想要把查询结果插入另一张表，我们可以使用格式insert into 表名 查询结果，如：

insert into dept1 select * from dept;

5.5.4 修改表的数据

我们前面说过insert的最小操作单位是元组，也就是说元组一旦插入元组中的属性就无法修改，如若想修改，就要使用本小节的update关键字。其语法格式为：

update 表名 set 字段名1 = 值1，字段名2 = 值2…where 条件；

其中where条件是必须的，否则这条更新语句会根据你修改的东西将表中所有修改的属性全部更新。如：我们要将前面小节中创建的表中高三二班的字段值改为高三三班。

update t_student set classno = 'gaosan3ban'  where no = 1;

5.5.5 删除表中数据

删除表中数据的语法格式为：delete from 表名 where 条件，需要注意的是where条件也是必须的，否则表中数据将全被删除，但是表依然存在。即：数据库存留一张空表。

如果需要删除表我们可以使用5.5.1中讲述的drop table if exists 表名进行删除，需要注意的是此时被删除的表是可以通过日志回滚来寻回被删除的表的，如果需要永久删除表可以使用truncate table 表名。

5.5.6 后话

在实际开发中，对于表中的结构去修改实际情况发生概率是很低的，除非在建表的时候你没有考虑好，而且就算真的结构安排不合理，我们也是可以用工具完成即可。修改表的结构，实际上就是对之前的设计进行了否定。并且在修改表结构的时候，其SQL语句不会出现在java代码当中。

5.7 约束

在5.5.1中我们谈论的创建表的格式问题，当时我们并没有深究完整性约束，只是简单创建了一张表，那么什么是完整性约束呢？

在创建表的时候，可以给表的字段添加相应的约束，添加约束的目的是为了保证表中数据的合法性、有效性、完整性。比如登录QQ账号，你总不可能密码为空就能登录吧？你总不可能QQ账号是英文的吧？

让我们引出下面要叙述的一些约束：

• 非空约束（not null）：结束的字段不能为NULL
• 唯一约束（unique）：约束的字段不能重复
• 主键约束（primary key）：约束的字段不能为NULL，也不能重复（简称PK）
• 外键约束（foreign key）：约束的字段不能为NULL，也不能重复（简称FK）
• 检查约束（check）：控制属性域

以上的约束在大多数数据库是支持的，但是需要注意的是MySQL是没有check约束的。

对于约束，我们可以在指定单个字段拥有该约束，也可以指定全局约束。

5.7.1 非空约束

我们对单个属性加上非空约束，用一个例子来说明：

create table t_user(
		id int,
		username varchar(255) not null, //对用户名采用了非空约束
		password varchar(255)
	);

这时候如果插入语句写了：

insert into t_user(id,password) values(1,'123');

那么其会报错：

ERROR 1364 (HY000): Field 'username' doesn't have a default value

5.7.2 唯一性约束

唯一约束修饰的字段具有唯一性，不能重复，但可以为NULL。因为NULL不是值。如下面为例，我们需要给某字段添加唯一性约束：

create table t_user(
	id int,
	username varchar(255) unique //指定用户名唯一
);

当然，我们可以全局指定约束，即所有字段都拥有该约束：

create table t_user(
		id int,
		usercode varchar(255),
		username varchar(255),
		unique(usercode,username)
	);

unique（）指的是联合起来不能重复。也就是新添加的元组要满足usercode和username和以前添加过的元组不会重复。这种约束我们也叫表级约束。需要注意的是，对于大多数约束来说都拥有表级约束的功能，而非空约束没有表级约束。

5.7.3 主键约束

如果我们要指定某个字段作为主键，我们只需在其后面添加primary key即可，如：

drop table if exists t_user;
	create table t_user(
		id int primary key,
		username varchar(255),
		email varchar(255)
	);

id是主键，因为添加了主键约束，主键字段中的数据不能为NULL，也不能重复。

在数据库杂谈（二）中我们谈过，一个关系数据库的表必须要有主键，且主键具有唯一性和非空性。主键充当表中元组的唯一标识，可用于找任何一条元组。

在实际开发中，主键的性质决定了主键拥有两大分类：自然主键和业务主键。

• 自然主键：主键值最好就是一个和业务没有任何关系的自然数。

• 业务主键：主键值和系统的业务挂钩，比如：银行卡卡号，身份证号码（不推荐用）

上述两种主键中我们并不推荐使用业务主键，因为一旦业务改变，主键也随之丢失，举个例子，银行卡号报废，主键消失，整条元组也会消失。

我们可以利用MySQL提供的功能来添加自然主键。

drop table if exists t_user;
	create table t_user(
		id int primary key auto_increment, //指定id为自然主键
		username varchar(255)
	);

当指定id字段为自然主键时，MySQL会自动维护一个从1开始递增的数字作为主键值。如下所示：

mysql> select * from t_user;
		
		+----+----------+
		| id | username |
		+----+----------+
		|  1 | a        |
		|  2 | b        |
		|  3 | c        |
		|  4 | d        |
		|  5 | e        |
		+----+----------+

当然，其他DBMS也提供相似的机制，如Oracle当中提供了一个自增机制，叫做序列（sequence），但是我们为了照顾初学者这里不做过多讲解。

5.7.4 外键约束

如果要对某个属性添加外键约束，只需在全局添加foreign key关键字即可，如：

drop table if exists t_student;
		drop table if exists t_class;
		
		create table t_class(
			cno int,
			cname varchar(255),
			primary key(cno)
		);
		
		create table t_student(
			sno int,
			sname varchar(255),
			classno int,
			foreign key(classno) references t_class(cno)//指定classno为外键，其对应t_class表中的cno
		);

指定外键约束后，t_student中的classno字段引用t_class表中的cno字段，此时t_student表叫做子表，t_class表叫做父表。由于classno对cno产生依赖，在对表做操作的时候就有严格要求了：

• 删除数据的时候，先删除子表，再删除父表。

• 添加数据的时候，先添加父表，再添加子表。

• 创建表的时候，先创建父表，再创建子表。

• 删除表的时候，先删除子表，再删除父表。

5.8 视图

我们在这一章的最开始就提到了基表和虚表的概念，实际上视图就是虚表，视图是从一个或几个基本表（或视图）中导出的虚拟的表。在系统的数据字典中仅存放了视图的定义，不存放视图对应的数据。

数据字典后面我们会做讲解，别急。

那知道了视图的概念，我们如何创建视图呢？

//创建视图
create view myview as select empno,ename from emp;

//删除视图
drop view myview;

既然视图叫做虚表，那就意味着视图本质上也是一张表，虚表作为基表的映射。如果我们对虚表进行操作，那么是会反映到基表上的。视图可以隐蔽表中的实现细节。保密级别较高的系统，数据库只对外提供相关的视图，java程序员只对视图对象进行CRUD。视图实际上创建后是不会数据冗余的，即不会在硬盘上创建一份视图。他的原理实际上是查询改写。

5.9 数据库数据的导入导出

诶，有些人想说我想把写的SQL语句全部导出来，要等下拷贝去公司用，那么可以使用下面两个操作。

这一小节针对的是程序员而非学生，如果是为了应付考试无需理会该小节。

导入整个数据库

在window的dos命令窗口中执行：
mysqldump 数据库名称>导出路径\完整文件名 -u用户名名称 -p密码

导出指定库下的某个表

在window的dos命令窗口中执行：
mysqldump 数据库名称 表名>导出路径\完整文件名 -u用户名名称 -p密码

5.10 用户管理

5.10.1 用户操作

这一部分实际上作为考试很少考察，但还是需要知道，以防丢分

查询用户

use mysql
select * from user;

创建用户

create user '用户名'@'主机名' identified by '密码';

修改用户密码

alter user '用户名'@'主机名' identified with mysql_native_password by '新密码';

删除用户

drop user '用户名'@'主机名';

5.10.2 权限控制

常见权限表

权限	说明
all,all privieges	所有权限
select	查询数据
insert	插入数据
update	修改数据
delete	删除数据
alter	修改表
drop	删除数据库/表/视图
create	创建数据库/表

查询权限

show grants for '用户名'@'主机名';

授予权限

grant 权限列表 on 数据库名 表名 to '用户名'@'主机名';

撤销权限

revoke 权限列表 on 数据库名.表名 from '用户名'@'主机名';

多个权限之间，使用逗号分割；

授权时，数据库名和表名可以使用*进行通配，代表所有;