【数据库SQL server】自学终极笔记

 前言

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欢迎来到我的【SQL Server】魔法学堂！这里是探索数据库世界的秘境，我的学习笔记博客为你打开SQL Server的魔法之门。在这里，我不仅分享SQL Server的基础知识和高级技巧，还有着涉猎实用技术和项目经验的魔法药水。无论你是新手还是数据库巫师，这个魔法堂会为你施展出奇幻的学习魔法，帮助你在SQL Server的魔法森林中踏上一场奇妙之旅。准备好了吗？跟着我，让我们一起编织属于自己的SQL Server魔法代码！

目录

 前言

第一章 

一、数据库系统概述

1.1 数据库的四个基本概念

1.2 数据库管理三阶段

1.3 DBS特点

二、数据模型：对现实世界的抽象

2.1 两类数据模型

2.2 概念模型

2.3 数据模型

2.3.1 层次模型

2.3.2 网状模型

2.3.3 关系模型

三、数据库系统的结构

3.1 数据库系统模式的概念

3.2 数据库系统的三级模式结构

3.3 数据库的二级映像功能

第二章 

一、关系数据结构及形式化定

1.1 关系

1.2 关系操作

1.3 关系的完整性

1.4 关系代数

1.4.1 传统的运算符

1.4.2 专门的运算符

总结

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第一章 绪论

1. 数据库系统概述

1.1 数据库的四个基本概念

1. 数据(Data): 描述事物的符号记录

   语义：数据的含义

2. 数据库(DB)：长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合

   特点：永久存储、有组织、可共享

3. 数据库管理系统(DBMS)：计算机的基础软件
4. 数据库系统(DBS): 由  DB/DBA/DBMS+应用程序  组成的系统

注意：数据库管理员(DBA):不属于实体

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1.2 数据库管理三阶段

人工管理阶段--> 文件系统阶段 -->  数据库系统阶段   标志着数据管理技术的飞跃，以加工数据的程序为中心   转变为    围绕共享的数据库为中心

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1.3 DBS特点

1. 数据结构化
2. 数据共享性高、冗余度低且易扩充
3. 数据独立性高（包括物理独立和逻辑独立）
4. 数据由DBMS统一管理和控制

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2. 数据模型：对现实世界的抽象

2.1 两类数据模型

1.两类数据模型：概念模型+逻辑模型和物理模型

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2.2 概念模型

概念模型：表示方法：实体-联系方法(E-R方法，用E-R图)

现实世界->概念模型基本知识

1. 实体：客观存在且可相互区分的事物      ------对应概念模型的记录

              如：人、事、物...

2. 属性：实体的某一特征    ------对应概念模型的字段（数据项）

              如：学生姓名、学号...

3. 码(key):唯一标识属性集

              如：学号

4. 实体型：实体名+属性名集合

              如：学生（学号，姓名，性别...）

5. 实体集：同类型实体集合

              如：全体学生

6. 联系：实体内部联系+实体之间联系，可一对一、一对多、多对多

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2.3 数据模型

1 组成要素：

1. 数据结构：DB对象与对象之间的联系
2. 数据操作：增删改查
3. 数据的完整性约束：一组完整性规则

2 常用数据模型：

1. 层次模型
2. 网状模型
3. 关系模型
4. 待续..

注：层次模型与网状模型统称格式化模型

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2.3.1 层次模型

层次模型：一根一双亲       关系：一对多

定义：

1. 有且只有根结点没有双亲结点
2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点

示例：

数据操纵：增删改查

层次模型的完整性约束条件：

1. 无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值
2. 如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除
3. 更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性

优缺点

优点：

1. 层次模型的数据结构比较简单清晰
2. 查询效率高，性能优于关系模型

缺点：

1. 结点之间的多对多联系表示不自然
2. 对插入和删除操作的限制多，应用程序的编写比较复杂
3. 查询子女结点必须通过双亲结点层次命令趋于程序化

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2.3.2 网状模型

网状模型：多根多双亲       关系：多对多

定义：

1. 允许一个以上的结点无双亲
2. 一个结点可以有多于一个的双亲

示例：

数据操纵：增删改查

层次模型的完整性约束条件：码

优缺点

优点：

1. 能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲
2. 具有良好的性能，存取效率较高

缺点：

1. 结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大,数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握
2. DDL、DMIL语言复杂，用户不容易使用
3. 记录之间联系是通过存取路径实现的，用户必须了解系统结构的细节

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2.3.3 关系模型

定义：二维表【规范表】，一般表示示例：  学生（学号，姓名，性别...）

示例：

术语：

• 关系：表
• 关系名：表名
• 元组：行
• 属性：列
• 码：唯一标识行，如：学号
• 域：相同数据类型值的集合，如性别的域是（男，女）
• 分量：元组中的一个属性值，如姓名中的王小明
• 关系模式：表头
• 非规范表：表中含表

数据操纵【操作对象和操作结果都是关系】：增删改查

层次模型的完整性约束条件：

1. 实体完整性
2. 参照完整性
3. 用户定义的完整性

优缺点

优点：

1. 建立在严格的数学概念的基础上概念单一
2. 实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索结果也是关系，关系模型的存取路径对用户透明
3. 具有更高的数据独立性,更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作

缺点：

1. 存取路径对用户透明，查询效率往往不如格式化数据模型
2. 为提高性能,必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度

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3. 数据库系统的结构

3.1 数据库系统模式的概念

 模式=型+值

1. 型(type)：数据类型，如varchar
2. 值(value)：具体赋值，如男

如：

学生记录:    (学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）

一个记录值;   (201315130，李明，男，计算机系，19，江苏南京市)

模式(schema)=DB中全体数据的 逻辑结构+特征  的描述，涉及型不涉及值

实例:是模式的具体值，涉及值

注意：一个模式可有多个实例。

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3.2 数据库系统的三级模式结构

数据库系统的三级模式结构

1. 模式：全局逻辑结构
2. 外模式：局部逻辑结构
3. 内模式：物理结构

关系数据库的三级模式结构

1. 模式：全局逻辑结构

定义：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图

2. 外模式：局部逻辑结构

定义：

1. 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
2. 数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示

3. 内模式：存储模式

定义：

1. 是数据物理结构和存储方式的描述
2. 是数据在数据库内部的表示方式

注:

1. 一个DB只有一个模式和内模式，可有多个外模式
2. 一个应用程序只有一个外模式

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3.3 数据库的二级映像功能

数据库的二级映像功能

• 外模式/模式映像【多个】：模式变->外模式不变->应用程序不变（体现逻辑独立性）
• 模式/内模式映像【唯一】：存储变->模式不变->应用程序不变（体现物理独立性）

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第二章 关系数据库

1. 关系数据结构及形式化定

1.1 关系

关系模型的数据结构：关系【二维表】
1. 域：相同数据结构值的集合，如sex属于域：{“男”，“女”}

2. 笛卡儿积：域运算

示例：

给出3个域：
D1=｛a1，a2｝
D2=｛b1，b2｝
D3=｛c1，c2，c3｝
D1，D2，D3的笛卡尔积为

 D1×D2×D3＝｛

        (a1，b1，c1)，(a1，b1，c2)，(a1，b1，c3)，

        (a1，b2，c1),   (a1，b2，c2)，(a1，b2，c3)，
        (a2，b1，c1)，(a2，b1，c2)，(a2，b1，c3)，

        (a2，b2，c1)，(a2，b2，c2)，(a2，b2，c3) ｝

元组：(a1，b1，c1)...

分量：a1...

基数为2×2×3＝12

笛卡尔积的定义：

给定一组域D1，D2，…，Dn，允许其中某些域是相同的。
    D1×D2×…×Dn ＝｛（d1，d2，…，dn）｜di∈Di，i＝1，2，…，n｝

域的所有取值的一个组合不重复
元组：笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组

分量：笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di 叫作一个分量

基数：Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn

           的基数M为：

表示方法：一张二维表，行对应元组，列对应属性【域】

3. 关系

定义：
D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为

              R（D1，D2，…，Dn）      R：关系名，n：关系的目或度
当n=1时，称该关系为一元关系                             
当n=2时，称该关系为二元关系

相关概念

1. 元组：关系中的每个元素
2. 候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组
3. 全码：所有属性组是候选码
4. 主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码
5. 主属性：候选码的诸属性称为主属性
6. 非主属性：不包含在任何侯选码中的属性

关系的三种类型：

1. 基本表【基本关系】:实际存在的表
2. 查询表:查询结果对应的表
3. 视图表:由基本表或其他视图表导出的表，是虚表

基本关系性质：

1. 列同质不同名
2. 行列无序
3. 键值唯一不为空
4. 分量不可分

1.2 关系模式

关系模式是型、关系是值，关系模式是对关系的描述
关系模式的表示：
        R（U，D，DOM，F）
        R                关系名
        U                组成该关系的属性名集合
        D                U中属性所来自的域
        DOM           属性向域的映象集合
        F                 属性间数据的依赖关系的集合
关系模式和关系的区别

1. 关系模式是对关系的描述，是静态的、稳定的
2. 关系是关系模式在某一时刻的状态或内容，是动态的、随时间不断变化的

注意：

1. 关系是元组的集合，由主码唯一标识。
2. 关系模型的逻辑结构是表，物理结构交给OS完成。

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2. 关系操作

常用的关系操作【集合操作】

1. 查询操作：选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积，其中选择、投影、并、差、笛卡尔基是5种基本操作
2. 数据更新：插入、删除、修改

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3. 关系的完整性

三类完整性约束：

1. 实体完整性：键值唯一不为空

   示例：

   选修（学号，课程号，成绩）
   “学号、课程号”为主码，则“学号”和“课程号”两个属性都不能取空值

2. 参照完整性：定义外码与主码使用规则

   示例：

   学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
   专业（专业号，专业名）
   专业号是专业的主码，但不是学生的主码，并且专业号与学号相对应，则专业号是学生的外码。

3. 用户定义的完整性：如某值不能为空，某值唯一，sex范围限制为{"男","女"}...

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4. 关系代数

运　算　符		含　义
传统的 运算符	∪	并
	-	差
	∩	交
	×	笛卡尔积
专门的 运算符	σ	选择
	π	投影
		连接
	÷	除

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4.1 传统的运算符

1. 并 U

R∪S 仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成   R∪S = { t|t ∈ R∨t ∈S }

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2. 差 -

R - S 仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成      R -S = { t|t∈R∧t∈S }

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3. 交 ∩

R∩S仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成    R∩S = { t|t ∈R∧t ∈S }
【R∩S = R –(R-S）】

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4. 笛卡尔积  R×S

R×S 
列：（n+m）列元组的集合，元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组
行：k1×k2个元组          R×S = {tr ts |tr ∈R ∧ ts∈S }

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4.2 专门的运算符

基本概念：

设关系模式为R(A1，A2，…，An)，它的一个关系设为R

1. t∈R 表示t是R的一个元组
2. t[Ai] 则表示元组t中相应于属性Ai的一个分量 

象集  

则

1. x1在R中的象集     Zx1 ={Z1，Z2，Z3}
2. x2在R中的象集     Zx2 ={Z2，Z3}
3. x3在R中的象集     Zx3 ={Z1，Z3}

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1. 选择 σ

在关系R中选择满足给定条件的诸元组    σF(R) = {t|t∈R∧F(t)= '真'}
示例：
查询信息系（IS系）全体学生。
σSdept = 'IS' (Student)

Sno	Sname	Ssex	Sage	Sdept
201215125	张立	男	19	IS

查询年龄小于20岁的学生。
σSage < 20(Student) 

Sno	Sname	Ssex	Sage	Sdept
201215122	刘晨	女	19	IS
201215123	王敏	女	18	MA
201215125	张立	男	19	IS

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2. 投影 π

从R中选择出若干属性列组成新的关系    πA(R) = { t[A] | t ∈R } ，A：R中的属性列 

示例：

查询学生的姓名和所在系。
即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影
πSname,Sdept(Student)

Sname	Sdept
李勇	CS
刘晨	CS
王敏	MA
张立	IS

查询学生关系Student中都有哪些系。           
πSdept(Student)

Sdept

CS

IS

MA

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3. 连接

从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组

A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组；θ：比较运算符 
 

1. 连接分成   等值连接+自然连接

等值连接

θ为“＝”的连接运算称为等值连接

自然连接

两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组+在结果中把重复的属性列去掉

2. 外连接与左外连接和右外连接

悬浮元组：两个关系R和S在做自然连接时，关系R中某些元组有可能在S中不存在公共属性上值相等的元组，从而造成R中这些元组在操作时被舍弃了

两个关系中相同的属性组联合

3.3 外连接：把悬浮元组也保存在结果关系中，而在其他属性上填空值(Null)

3.4 左外连接：只保留左边关系R中的悬浮元组

3.5 右外连接：只保留右边关系S中的悬浮元组

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4. 除运算 ÷

给定关系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。
R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。
R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，
P是R中满足下列条件的元组在 X 属性列上的投影：
元组在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合，记作：
       R÷S={tr[X] | tr∈R∧πY(S)∈Yx}
       Yx：x在R中的象集，x = tr[X]

示例

解释：

在关系R中，A可以取四个值{a1，a2，a3，a4}

• a1的象集为 {(b1，c2)，(b2，c3)，(b2，c1)}
• a2的象集为 {(b3，c7)，(b2，c3)}
• a3的象集为 {(b4，c6)}
• a4的象集为 {(b6，c6)}

S在(B，C)上的投影为     {(b1，c2)，(b2，c1)，(b2，c3) }
只有a1的象集包含了S在(B，C)属性组上的投影
     所以     R÷S ={a1} 

---

第三章 关系数据库标准语言SQL

1. SQL概述

1. SQL: 结构化查询语言，是关系数据库的标准语言

SQL是在1974年由Boyce和Chamberlin提出，在IBM公司研发

目前没一个DBS支持SQL标准的所有概念+特征
2. 特点：

1. 综合统一
2. 高度非过程化
3. 面向集合的操作
4. 以同一种语法结构提供多种使用方式
5. 语言简洁，易学易用

3. SQL基本概念

1. 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
2. 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
3. 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，视图是虚表
   用户可以在视图上再定义视图

注意：

• 一个DBS的实例可包含多个数据库
• 一个数据库可包含多个模式
• 一个模式可包含多个表、索引、视图...

---

2. 学生-课程 数据库

学生-课程模式 S-T :    

1. 学生表：Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)
2. 课程表：Course(Cno,Cname,Cpno,Ccredit)
3. 学生选课表：SC(Sno,Cno,Grade)

示例：

---

3. 数据定义

其中，SQL不支持修改模式和视图。

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3.1 模式的定义与删除

创建定义： 

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>]

删除定义：

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）：如果该模式定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则拒绝删除
 

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。

示例：

创建示例：

【1】为用户WANG定义一个学生-课程模式S-T
            CREATE SCHEMA “S-T” AUTHORIZATION WANG;
【2】   CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG;
  该语句没有指定<模式名>，则<模式名>隐含为<用户名>，即为WANG

【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)
                                          );

删除示例：

【1】DROP SCHEMA ZHANG CASCADE;

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

---

3.2 基本表的定义、删除与修改

1. 定义+修改+删除基本表

1. 创建：

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> ] );

说明：

• <表名>：所要定义的基本表的名字,如Student
• <列名>：组成该表的各个属性（列）,如Sname
• <列级完整性约束条件>：涉及相应属性列的完整性约束条件，如primary key\not null...
• <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foreign key x1(s) references x2(ss);
• 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，否则都行。 如有多个primary key(key1,key2...);

2. 修改

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> ] ;
说明：

• <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

3. 删除

    DROP TABLE <表名>［RESTRICT| CASCADE］;
说明：

• 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 
• 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

示例：

创建示例：

【1】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)
      ); 
【2】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)   

           /*Cpno是外码，被参照表是Course，被参照列是Cno*/
          ); 

【3】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*/
        ); 

修改示例：

【1】 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;

注：不管基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值 

【2】 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;

【3】 增加课程名称必须取唯一值的约束条件。
            ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname); 

删除示例：

【1】删除Student表
     DROP TABLE  Student  CASCADE;
基本表定义被删除，数据被删除
表上建立的索引、视图、触发器等一般也将被删除 

【2】若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除;选择CASCADE时可以删除表，视图也自动删除。    

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

        DROP TABLE Student RESTRICT;   
 --ERROR: cannot drop table Student because other objects depend on it
    
【3】如果选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除 
DROP TABLE Student CASCADE;         
 --NOTICE: drop cascades to view IS_Student
SELECT * FROM IS_Student;
--ERROR: relation " IS_Student " does not exist 

---

2. 数据类型

---

3. 模式与表

1. 关系：每个基本表都属于某个模式，一个模式包含多个基本表
2. 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 

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

• 方法三：设置所属的模式

---

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（参见爱课程网3.2节动画《B+树的增删改》）
• 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. 创建：
CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名> 
ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…);

说明：

• <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

ALTER INDEX <旧索引名> RENAME TO <新索引名

3. 删除

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。

示例：

创建示例：

【1】为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建立索引。Student表按学号升序建唯一索引，Course表按课程号升序建唯一索引，SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引
   CREATE UNIQUE INDEX  Stusno ON Student(Sno);
   CREATE UNIQUE INDEX  Coucno ON Course(Cno);
   CREATE UNIQUE INDEX  SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC);

修改示例：

【2】将SC表的SCno索引名改为SCSno
    ALTER INDEX SCno RENAME TO SCSno;

删除示例：

【3】 删除Student表的Stusname索引
            DROP INDEX Stusname;

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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

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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 ] ];
说明：

• 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 

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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：

【1】查询全体学生的学号与姓名。
        SELECT Sno,Sname
        FROM Student; 
 
【2】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：在SELECT关键字后面列出所有列名 ，将<目标列表达式>指定为  *

【3】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>不仅可为表中的属性列，也可是表达式
【4】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 

【5】查询全体学生的姓名、出生年份和所在的院系，要求用小写字母表示系名。

SELECT Sname,'Year of Birth: ',2014-Sage,LOWER(Sdept)
FROM Student;

输出结果：
  Sname   'Year of Birth:'  2014-Sage   LOWER(Sdept)
 
      李勇    Year of Birth:    1994           cs
      刘晨    Year of Birth:    1995           cs
      王敏    Year of Birth:    1996           ma
      张立    Year of Birth:    1995          is 

【6】使用列别名改变查询结果的列标题:
     SELECT Sname NAME,'Year of Birth:'  BIRTH,
       2014-Sage  BIRTHDAY,LOWER(Sdept)  DEPARTMENT
    FROM Student;
输出结果：
    NAME      BIRTH         BIRTHDAY   DEPARTMENT
   
     李勇    Year of Birth:    1994             cs
     刘晨    Year of Birth:    1995             cs
     王敏    Year of Birth:    1996             ma
     张立    Year of Birth:    1995             is

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 
【1】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

【1】查询计算机科学系全体学生的名单。
    SELECT Sname
    FROM     Student
    WHERE  Sdept=‘CS’; 
【1】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;
【1】查询考试成绩有不及格的学生的学号。
SELECT DISTINCT Sn
FROM  SC
WHERE Grade<60; 

谓词:   BETWEEN …  AND  …
           NOT BETWEEN  …  AND  …

【1】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; 

【1】 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; 

谓词：IN <值表>,  NOT IN <值表>  
        
【1】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' );

【1】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' );

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

说明：

• <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

匹配串为固定字符串

【1】 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
【1】 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%';

【1】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__';

【1】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%';

【1】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   ESCAPE '＼' 表示“ ＼” 为换码字符
【1】查询DB_Design课程的课程号和学分。
      SELECT Cno，Ccredit
      FROM     Course
      WHERE  Cname LIKE 'DB\_Design' ESCAPE '\ ' ;
【1】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 '\ ' ;
    

谓词： IS NULL 或 IS NOT NULL，注意“IS” 不能用 “=” 代替
【1】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
【1】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;

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

【1】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;

【1】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 ';

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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

【1】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;

【1】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;  

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4. 聚集函数

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（此列必为数值型）  SUM([DISTINCT|ALL] <列名>)    
• 计算一列值的平均值（此列必为数值型） 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>)

【1】查询学生总人数。
    SELECT COUNT(*)
    FROM  Student; 
【1】查询选修了课程的学生人数。
     SELECT COUNT(DISTINCT Sno)
     FROM SC;
【1】计算1号课程的学生平均成绩。
          SELECT AVG(Grade)
          FROM    SC
          WHERE Cno= ' 1 ';
【1】查询选修1号课程的学生最高分数。
   SELECT MAX(Grade)
   FROM SC
   WHERE Cno='1';

【1】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; 

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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

【1】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
【1】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;       
 
【1】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：

1. 作用对象不同
2. WHERE子句作用于基表或视图，从中选择满足条件的元组
3. HAVING短语作用于组，从中选择满足条件的组。

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4.2 连接查询：同时涉及两个以上的表的查询

连接条件或连接谓词：用来连接两个表的条件
一般格式：
[<表名1>.]<列名1>  <比较运算符>  [<表名2>.]<列名2>
[<表名1>.]<列名1> BETWEEN [<表名2>.]<列名2> AND [<表名2>.]<列名3>

说明：

• 连接字段：连接谓词中的列名称
• 连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不必相同

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1. 等值与非等值连接查询 

等值连接：连接运算符为=

【1】查询每个学生及其选修课程的情况
                 SELECT  Student.*, SC.*
                 FROM     Student, SC
                 WHERE  Student.Sno = SC.Sno;

查询结果：

自然连接

【1】对[例 3.49]用自然连接完成。
 SELECT  Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade
 FROM     Student,SC
 WHERE  Student.Sno = SC.Sno;

【1】查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生的学号和姓名。
    SELECT Student.Sno, Sname
    FROM     Student, SC
    WHERE  Student.Sno=SC.Sno  AND                           
                   SC.Cno=' 2 ' AND SC.Grade>90;

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2. 自身连接

自身连接：一个表与其自己进行连接，需要给表起别名以示区别
由于所有属性名都是同名属性，因此必须使用别名前缀

【1】查询每一门课的间接先修课（即先修课的先修课）
    SELECT  FIRST.Cno, SECOND.Cpno
     FROM  Course  FIRST, Course  SECOND
     WHERE FIRST.Cpno = SECOND.Cno;

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3. 外连接

外连接与普通连接的区别

• 普通连接操作只输出满足连接条件的元组
• 外连接操作以指定表为连接主体，将主体表中不满足连接条件的元组一并输出

左外连接:列出左边关系中所有的元组  

右外连接:列出右边关系中所有的元组 
    
【1】查询每个学生及其选修课程的情况

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

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4. 多表连接：两个以上的表进行连接

【1】查询每个学生的学号、姓名、选修的课程名及成绩
  SELECT Student.Sno, Sname, Cname, Grade
   FROM    Student, SC, Course    /*多表连接*/
   WHERE Student.Sno = SC.Sno 
                  AND SC.Cno = Course.Cno;
 

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4.3 嵌套查询

嵌套查询概述
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

     SELECT Sname                               /*外层查询/父查询*/
     FROM Student
     WHERE Sno IN
                        ( SELECT Sno        /*内层查询/子查询*/
                          FROM SC
                          WHERE Cno= ' 2 ');

说明：

• 上层的查询块称为外层查询或父查询,下层查询块称为内层查询或子查询
• SQL语言允许多层嵌套查询【即一个子查询中还可以嵌套其他子查询】
• 子查询的限制，不能使用ORDER BY子句
• 不相关子查询：子查询的查询条件不依赖于父查询
  由里向外 逐层处理。即每个子查询在上一级查询处理之前求解，子查询的结果用于建立其父查询的查找条件。
• 相关子查询：子查询的查询条件依赖于父查询
  首先取外层查询中表的第一个元组，根据它与内层查询相关的属性值处理内层查询，若WHERE子句返回值为真，则取此元组放入结果表
  然后再取外层表的下一个元组
  重复这一过程，直至外层表全部检查完为止

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1. 带有IN谓词的子查询 

【1】查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。
         此查询要求可以分步来完成
① 确定“刘晨”所在系名             
         SELECT  Sdept  
         FROM     Student                            
         WHERE  Sname= ' 刘晨 ';
          结果为： CS

② 查找所有在CS系学习的学生。    
        SELECT   Sno, Sname, Sdept     
        FROM      Student                 
        WHERE   Sdept= ' CS '; 
结果为：

【1】将第一步查询嵌入到第二步查询的条件中【此查询为不相关子查询】
    SELECT Sno, Sname, Sdept
        FROM Student
       WHERE Sdept  IN
                  (SELECT Sdept
                   FROM Student
                   WHERE Sname= ' 刘晨 ');
【1】用自身连接完成查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。

     SELECT  S1.Sno, S1.Sname,S1.Sdept
      FROM     Student S1,Student S2
      WHERE  S1.Sdept = S2.Sdept  AND
                      S2.Sname = '刘晨';

【1】查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名
     SELECT Sno,Sname                 ③ 最后在Student关系中
      FROM    Student                          取出Sno和Sname
     WHERE Sno  IN
             (SELECT Sno                     ② 然后在SC关系中找出选
              FROM    SC                         修了3号课程的学生学号
              WHERE  Cno IN
                     (SELECT Cno             ① 首先在Course关系中找出
                       FROM Course           “信息系统”的课程号，为3号
                       WHERE Cname= '信息系统'                      
                  )
              );

【1】用连接查询实现上述示例
     SELECT Sno,Sname
      FROM    Student,SC,Course
      WHERE Student.Sno = SC.Sno  AND
                     SC.Cno = Course.Cno AND
                     Course.Cname='信息系统';

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2. 带有比较运算符的子查询

当能确切知道内层查询返回单值时，可用比较运算符（>，<，=，>=，<=，!=或< >）。
【1】在查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。中，由于一个学生只可能在一个系学习，则可以用 = 代替IN ：
     SELECT Sno,Sname,Sdept
     FROM    Student
     WHERE Sdept   =
                   (SELECT Sdept
                    FROM    Student
                    WHERE Sname= '刘晨');

【1】找出每个学生超过他选修课程平均成绩的课程号。【相关子查询】
   SELECT Sno, Cno
    FROM    SC  x
    WHERE Grade >=(SELECT AVG（Grade） 
                                FROM  SC y
                                   WHERE y.Sno=x.Sno);

可能的执行过程 
①从外层查询中取出SC的一个元组x，将元组x的Sno值（201215121）传送给内层查询。
           SELECT AVG(Grade)
           FROM SC y
           WHERE y.Sno='201215121‘;
②执行内层查询，得到值88（近似值），用该值代替内层查询，得到外层查询：
           SELECT Sno,Cno
           FROM     SC x
          WHERE  Grade >=88; 
③执行这个查询，得到
            （201215121,1）
            （201215121,3） 
然后外层查询取出下一个元组重复上述①至③步骤，直到外层的SC元组全部处理完。结果:
            （201215121,1）
            （201215121,3）
            （201215122,2）

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3.带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询

使用ANY或ALL谓词时必须同时使用比较运算
语义为：

• > ANY    大于子查询结果中的某个值       
• > ALL    大于子查询结果中的所有值
• < ANY    小于子查询结果中的某个值    
• < ALL    小于子查询结果中的所有值
• >= ANY    大于等于子查询结果中的某个值    
• >= ALL    大于等于子查询结果中的所有值
• <= ANY    小于等于子查询结果中的某个值    
• <= ALL    小于等于子查询结果中的所有值
• = ANY    等于子查询结果中的某个值        
• =ALL    等于子查询结果中的所有值（通常没有实际意义）
• !=（或<>）ANY    不等于子查询结果中的某个值
• !=（或<>）ALL    不等于子查询结果中的任何一个值

【1】查询非计算机科学系中比计算机科学系任意一个学生年龄小的学生姓名和年龄
    SELECT Sname,Sage
    FROM    Student
    WHERE Sage < ANY (SELECT  Sage
                                         FROM    Student
                                         WHERE Sdept= ' CS ')
     AND Sdept <> ‘CS ' ;           /*父查询块中的条件 */
结果：
    

执行过程：
   （1）首先处理子查询，找出CS系中所有学生的年龄，构成一个集合（20,19）
   （2）处理父查询，找所有不是CS系且年龄小于 20 或 19的学生

【1】用聚集函数实现上述示例

     SELECT Sname,Sage
     FROM   Student
     WHERE Sage < 
                             (SELECT MAX（Sage）
                               FROM Student
                               WHERE Sdept= 'CS ')
       AND Sdept <> ' CS ';

【1】查询非计算机科学系中比计算机科学系所有学生年龄都小的学生姓名及年龄。

方法一：用ALL谓词
    SELECT Sname,Sage
    FROM Student
    WHERE Sage < ALL
                           (SELECT Sage
                            FROM Student
                            WHERE Sdept= ' CS ')
      AND Sdept <> ' CS ’;
方法二：用聚集函数
        SELECT Sname,Sage
        FROM Student
        WHERE Sage < 
                               (SELECT MIN(Sage)
                                FROM Student
                                WHERE Sdept= ' CS ')
          AND Sdept <>' CS ';
 

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4.带有EXISTS谓词的子查询

 EXISTS谓词，存在量词 ヨ

• 带有EXISTS谓词的子查询不返回任何数据，只产生逻辑真值“true”或逻辑假值“false”。
• 若内层查询结果非空，则外层的WHERE子句返回真值
• 若内层查询结果为空，则外层的WHERE子句返回假值
• 由EXISTS引出的子查询，其目标列表达式通常都用 * ，因为带EXISTS的子查询只返回真值或假值，给出列名无实际意义。

NOT EXISTS谓词

• 若内层查询结果非空，则外层的WHERE子句返回假值
• 若内层查询结果为空，则外层的WHERE子句返回真值

【1】查询所有选修了1号课程的学生姓名。
 思路分析：
本查询涉及Student和SC关系
在Student中依次取每个元组的Sno值，用此值去检查SC表
若SC中存在这样的元组，其Sno值等于此Student.Sno值，并且其Cno= ‘1’，则取此Student.Sname送入结果表
    
     SELECT Sname
     FROM Student
     WHERE EXISTS
                   (SELECT *
                    FROM SC
                    WHERE Sno=Student.Sno AND Cno= ' 1 ');
  
【1】查询没有选修1号课程的学生姓名。
     SELECT Sname
     FROM     Student
     WHERE NOT EXISTS
                   (SELECT *
                    FROM SC
                    WHERE Sno = Student.Sno AND Cno='1');

 不同形式的查询间的替换
一些带EXISTS或NOT EXISTS谓词的子查询不能被其他形式的子查询等价替换
所有带IN谓词、比较运算符、ANY和ALL谓词的子查询都能用带EXISTS谓词的子查询等价替换

 用EXISTS/NOT EXISTS实现全称量词（难点）
SQL语言中没有全称量词（For all）
可以把带有全称量词的谓词转换为等价的带有存在量词的谓词：

    
【1】查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。
可以用带EXISTS谓词的子查询替换：
 SELECT Sno,Sname,Sdept
     FROM Student S1
      WHERE EXISTS
             　   (SELECT *
                     FROM Student S2
                     WHERE S2.Sdept = S1.Sdept AND
                                   S2.Sname = '刘晨');

【1】查询选修了全部课程的学生姓名。
        SELECT Sname
        FROM Student
        WHERE NOT EXISTS
                      (SELECT *
                        FROM Course
                        WHERE NOT EXISTS
                                      (SELECT *
                                       FROM SC
                                       WHERE Sno= Student.Sno
                                             AND Cno= Course.Cno
                                      )
                       );

用EXISTS/NOT EXISTS实现逻辑蕴涵（难点）

SQL语言中没有蕴涵逻辑运算
可以利用谓词演算将逻辑蕴涵谓词等价转换为：

【1】查询至少选修了学生201215122选修的全部课程的学生号码。

解题思路：
用逻辑蕴涵表达：查询学号为x的学生，对所有的课程y，只要201215122学生选修了课程y，则x也选修了y。
形式化表示：
    用P表示谓词 “学生201215122选修了课程y”
    用q表示谓词 “学生x选修了课程y”
    则上述查询为:

等价变换：

变换后语义：不存在这样的课程y，学生201215122选修了y，而学生x没有选。
【1】用NOT EXISTS谓词表示：     
       SELECT DISTINCT Sno
       FROM SC SCX
       WHERE NOT EXISTS
                     (SELECT *
                      FROM SC SCY
                      WHERE SCY.Sno = ' 201215122 '  AND
                                    NOT EXISTS
                                    (SELECT *
                                     FROM SC SCZ
                                     WHERE SCZ.Sno=SCX.Sno AND
                                                   SCZ.Cno=SCY.Cno));

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4.4 集合查询

集合操作的种类

• 并操作UNION
• 交操作INTERSECT
• 差操作EXCEPT

参加集合操作的各查询结果的列数必须相同;对应项的数据类型也必须相同 
 

【1】查询计算机科学系的学生及年龄不大于19岁的学生。
        SELECT *
        FROM Student
        WHERE Sdept= 'CS'
        UNION
        SELECT *
        FROM Student
        WHERE Sage<=19;

UNION：将多个查询结果合并起来时，系统自动去掉重复元组
UNION ALL：将多个查询结果合并起来时，保留重复元组 
【1】查询选修了课程1或者选修了课程2的学生。

        SELECT Sno
        FROM SC
        WHERE Cno=' 1 '
        UNION
        SELECT Sno
        FROM SC
        WHERE Cno= ' 2 ';

【1】查询计算机科学系的学生与年龄不大于19岁的学生的交集。

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS' 
INTERSECT
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<=19 
【1】实际上就是查询计算机科学系中年龄不大于19岁的学生。

        SELECT *
            FROM Student
            WHERE Sdept= 'CS' AND  Sage<=19;

【1】查询既选修了课程1又选修了课程2的学生。
    SELECT Sno
    FROM SC
    WHERE Cno=' 1 ' 
    INTERSECT
    SELECT Sno
    FROM SC
    WHERE Cno='2 ';
【1】也可以表示为：
          SELECT Sno
          FROM    SC
          WHERE Cno=' 1 ' AND Sno IN
                                                (SELECT Sno
                                                 FROM SC
                                                 WHERE Cno=' 2 ');

【1】查询计算机科学系的学生与年龄不大于19岁的学生的差集。

    SELECT *
    FROM Student
    WHERE Sdept='CS'
    EXCEPT
    SELECT  *
    FROM Student
    WHERE Sage <=19;
【1】实际上是查询计算机科学系中年龄大于19岁的学生

        SELECT *
        FROM Student
        WHERE Sdept= 'CS' AND  Sage>19;

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4.5基于派生表的查询

子查询不仅可以出现在WHERE子句中，还可以出现在FROM子句中，这时子查询生成的临时派生表成为主查询的查询对象

【1】找出每个学生超过他自己选修课程平均成绩的课程号
    SELECT Sno, Cno
    FROM SC, (SELECTSno, Avg(Grade) 
                        FROM SC
                  GROUP BY Sno)
                        AS   Avg_sc(avg_sno,avg_grade)
    WHERE SC.Sno = Avg_sc.avg_sno
      and SC.Grade >=Avg_sc.avg_grade
如果子查询中没有聚集函数，派生表可以不指定属性列，子查询SELECT子句后面的列名为其缺省属性。

【1】查询所有选修了1号课程的学生姓名，可以用如下查询完成：
    SELECT Sname
    FROM     Student,  
                   (SELECT Sno FROM SC WHERE Cno=' 1 ') AS SC1
    WHERE  Student.Sno=SC1.Sno;

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4.6 Select语句的一般形式 

Select语句的一般形式：

 SELECT [ALL|DISTINCT] 

   <目标列表达式> [别名] [ ,<目标列表达式> [别名]] …

 FROM     <表名或视图名> [别名]

                [ ,<表名或视图名> [别名]] …

                |(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]];

目标列表达式格式

• *
• <表名>.*
• COUNT([DISTINCT|ALL]* )
• [<表名>.]<属性列名表达式>[,<表名>.]<属性列名表达式>]…

其中<属性列名表达式>可以是由属性列、作用于属性列的聚集函数和常量的任意算术运算（+，-，*，/）组成的运算公式 

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4. 数据查询

4.1  插入数据

两种插入数据方式

1. 插入元组
2. 插入子查询结果：可以一次插入多个元组 

1. 插入元组语句格式
    INSERT
    INTO <表名> [(<属性列1>[,<属性列2 >…)]
    VALUES (<常量1> [,<常量2>]… );
功能：将新元组插入指定表中

 INTO子句

• 指定要插入数据的表名及属性列
• 属性列的顺序可与表定义中的顺序不一致
• 没有指定属性列：表示要插入的是一条完整的元组，且属性列属性与表定义中的顺序一致
• 指定部分属性列：插入的元组在其余属性列上取空值

VALUES子句

•  提供的值必须与INTO子句匹配
• 值的个数
• 值的类型

【1】将一个新学生元组（学号：201215128;姓名：陈冬;性别：男;所在系：IS;年龄：18岁）插入到Student表中。

    INSERT
    INTO  Student (Sno,Sname,Ssex,Sdept,Sage)
    VALUES ('201215128','陈冬','男','IS',18);

【1】插入一条选课记录（ '200215128','1 '）。
    INSERT
    INTO SC(Sno,Cno)
    VALUES ('201215128 ',' 1 ');
   关系数据库管理系统将在新插入记录的Grade列上自动地
   赋空值。
   或者：
    INSERT
    INTO SC
    VALUES (' 201215128 ',' 1 ',NULL);
【1】将学生张成民的信息插入到Student表中。

       INSERT
        INTO  Student
        VALUES ('201215126','张成民','男’,18,'CS'); 

2. 插入子查询结果

语句格式
    INSERT 
     INTO <表名>  [(<属性列1> [,<属性列2>…  )]
     子查询;

SELECT子句目标列必须与INTO子句匹配：值的个数+类型

【1】对每一个系，求学生的平均年龄，并把结果存入数据库
第一步：建表
      CREATE  TABLE  Dept_age
          ( Sdept     CHAR(15)                     /*系名*/
            Avg_age SMALLINT);              /*学生平均年龄*/
第二步：插入数据
        INSERT
       INTO  Dept_age(Sdept,Avg_age)
              SELECT  Sdept，AVG(Sage)
              FROM     Student
              GROUP BY Sdept;

                                         
关系数据库管理系统在执行插入语句时会检查所插元组是否破坏表上已定义的完整性规则

1. 实体完整性
2. 参照完整性

3. 用户定义的完整性：

   NOT NULL约束
   UNIQUE约束
   值域约束

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4.2  修改数据

语句格式
   UPDATE  <表名>
    SET  <列名>=<表达式>[,<列名>=<表达式>]…
    [WHERE <条件>];

功能

1. 修改指定表中满足WHERE子句条件的元组
2. SET子句给出<表达式>的值用于取代相应的属性列
3. 如果省略WHERE子句，表示要修改表中的所有元组

三种修改方式

1. 修改某一个元组的值
2.  修改多个元组的值
3.  带子查询的修改语句

【1】将学生201215121的年龄改为22岁

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

【1】将所有学生的年龄增加1岁。
         
                 UPDATE Student
                 SET Sage= Sage+1;

【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
               (SELETE Sno
                FROM     Student
                WHERE  Sdept= 'CS' );

---

5. 数据更新

语句格式
        DELETE
       FROM     <表名>
       [WHERE <条件>];
功能：删除指定表中满足WHERE子句条件的元组
WHERE子句

1. 指定要删除的元组
2. 缺省表示要删除表中的全部元组，表的定义仍在字典中

三种删除方式

1. 删除某一个元组的值
2.  删除多个元组的值
3. 带子查询的删除语句

【1】 删除学号为201215128的学生记录。
        DELETE
         FROM Student
         WHERE Sno= 201215128 ';

【1】删除所有的学生选课记录。
        DELETE
        FROM SC;
【1】删除计算机科学系所有学生的选课记录。
        DELETE
        FROM  SC
        WHERE  Sno  IN
            (SELETE  Sno
                    FROM   Student
                    WHERE  Sdept= 'CS') ;

---

6. 空值的处理

空值就是“不知道”或“不存在”或“无意义”的值。
一般有以下几种情况：

1. 该属性应该有一个值，但目前不知道它的具体值
2. 该属性不应该有值
3. 由于某种原因不便于填写

属性定义（或者域定义）中

1. 有NOT NULL约束条件的不能取空值
2. 加了UNIQUE限制的属性不能取空值
3. 码属性不能取空值
4. 空值与另一个值（包括另一个空值）的算术运算的结果为空值
5. 空值与另一个值（包括另一个空值）的比较运算的结果为UNKNOWN。
6. 有UNKNOWN后，传统二值（TRUE，FALSE）逻辑就扩展成了三值逻辑

【1】向SC表中插入一个元组，学生号是”201215126”，课程号是”1”，成绩为空。
 INSERT INTO SC(Sno,Cno,Grade)
 VALUES('201215126 ','1',NULL);   /*该学生还没有考试成绩，取空值*/
或
 INSERT INTO SC(Sno,Cno)
 VALUES(' 201215126 ','1');             /*没有赋值的属性，其值为空值*/

【1】将Student表中学生号为”201215200”的学生所属的系改为空值。
    UPDATE Student
    SET Sdept = NULL
    WHERE Sno='201215200';
判断一个属性的值是否为空值，用IS NULL或IS NOT NULL来表示。

【1】从Student表中找出漏填了数据的学生信息
    SELECT  *
    FROM Student
    WHERE Sname IS NULL OR Ssex IS NULL OR Sage IS NULL OR Sdept IS NULL;

【1】找出选修1号课程的不及格的学生。
   SELECT Sno
   FROM SC
   WHERE Grade < 60 AND Cno='1';

  查询结果不包括缺考的学生，因为他们的Grade值为
  null。
【1】选出选修1号课程的不及格的学生以及缺考的学生。

SELECT Sno
FROM SC
WHERE Grade < 60 AND Cno='1'
UNION
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Grade IS NULL AND Cno='1'
或者
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='1' AND (Grade<60 OR Grade IS NULL);

---

7. 视图

视图的特点

1. 虚表，是从一个或几个基本表（或视图）导出的表
2. 只存放视图的定义，不存放视图对应的数据
3. 基表中的数据发生变化，从视图中查询出的数据也随之改变

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7.1  定义视图

1. 建立视图

语句格式
       CREATE  VIEW 
             <视图名>  [(<列名>  [,<列名>]…)]
       AS  <子查询>
       [WITH  CHECK  OPTION];
说明：

• WITH CHECK OPTION
  对视图进行UPDATE，INSERT和DELETE操作时要保证更新、插入或删除的行满足视图定义中的谓词条件（即子查询中的条件表达式）
• 子查询可以是任意的SELECT语句，是否可以含有ORDER BY子句和DISTINCT短语，则决定具体系统的实现。

组成视图的属性列名：全部省略或全部指定

• 全部省略: 由子查询中SELECT目标列中的诸字段组成
• 明确指定视图的所有列名:
  某个目标列是聚集函数或列表达式
  多表连接时选出了几个同名列作为视图的字段
  需要在视图中为某个列启用新的更合适的名字

注意：

1. 关系数据库管理系统执行CREATE VIEW语句时只是把视图定义存入数据字典，并不执行其中的SELECT语句。
2. 在对视图查询时，按视图的定义从基本表中将数据查出。
3. 定义IS_Student视图时加上了WITH CHECK OPTION子句，对该视图进行插入、修改和删除操作时，RDBMS会自动加上Sdept='IS'的条件。
4. 若一个视图是从单个基本表导出的，并且只是去掉了基本表的某些行和某些列，但保留了主码，我们称这类视图为行列子集视图。

【1】建立信息系学生的视图。

        CREATE VIEW IS_Student
        AS 
        SELECT Sno,Sname,Sage
        FROM     Student
        WHERE  Sdept= 'IS';
【1】建立信息系学生的视图，并要求进行修改和插入操作时仍需保证该视图只有信息系的学生 。
         CREATE VIEW IS_Student
        AS 
        SELECT Sno,Sname,Sage
        FROM  Student
        WHERE  Sdept= 'IS'
        WITH CHECK OPTION;
【1】 建立信息系选修了1号课程的学生的视图（包括学号、姓名、成绩）。
        CREATE VIEW IS_S1(Sno,Sname,Grade)
        AS 
        SELECT Student.Sno,Sname,Grade
        FROM  Student,SC
        WHERE  Sdept= 'IS' AND
                       Student.Sno=SC.Sno AND
                       SC.Cno= '1';

【1】 建立信息系选修了1号课程且成绩在90分以上的学生的视图。
        CREATE VIEW IS_S2
        AS
        SELECT Sno,Sname,Grade
        FROM  IS_S1
        WHERE  Grade>=90;

带表达式的视图

【1】定义一个反映学生出生年份的视图。
        CREATE  VIEW BT_S(Sno,Sname,Sbirth)
        AS 
        SELECT Sno,Sname,2014-Sage
        FROM  Student;

分组视图

【1】将学生的学号及平均成绩定义为一个视图
           CREAT  VIEW S_G(Sno,Gavg)
             AS  
             SELECT Sno,AVG(Grade)
             FROM  SC
             GROUP BY Sno;
【1】将Student表中所有女生记录定义为一个视图
      CREATE VIEW F_Student(F_Sno,name,sex,age,dept)
      AS
      SELECT  *                        /*没有不指定属性列*/
      FROM  Student
      WHERE Ssex=‘女’;
缺点：修改基表Student的结构后，Student表与F_Student视图  的映象关系被破坏，导致该视图不能正确工作。

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2.删除视图

语句格式：
        DROP  VIEW  <视图名>[CASCADE];

说明：

• 该语句从数据字典中删除指定的视图定义
• 如果该视图上还导出了其他视图，使用CASCADE级联删除语句，把该视图和由它导出的所有视图一起删除 
• 删除基表时，由该基表导出的所有视图定义都必须显式地使用DROP VIEW语句删除 

【1】删除视图BT_S和IS_S1
        DROP VIEW BT_S;    /*成功执行*/
        DROP VIEW IS_S1;    /*拒绝执行*/       
【1】要删除IS_S1，需使用级联删除：
           DROP VIEW IS_S1 CASCADE;            

---

7.2  查询视图

用户角度：查询视图与查询基本表相同
关系数据库管理系统实现视图查询的方法：视图消解法

• 进行有效性检查
• 转换成等价的对基本表的查询
• 执行修正后的查询
   

【1】在信息系学生的视图中找出年龄小于20岁的学生。
       SELECT   Sno,Sage
       FROM      IS_Student
       WHERE   Sage<20;

视图消解转换后的查询语句为：
 SELECT  Sno,Sage       
 FROM  Student
 WHERE  Sdept= 'IS'  AND  Sage<20;
【1】查询选修了1号课程的信息系学生
SELECT  IS_Student.Sno,Sname
FROM     IS_Student,SC
WHERE  IS_Student.Sno =SC.Sno AND SC.Cno= '1';

【1】在S_G视图中查询平均成绩在90分以上的学生学号和平均成绩
SELECT *
FROM   S_G
WHERE  Gavg>=90;

       S_G视图的子查询定义： 
            CREATE VIEW S_G (Sno,Gavg)
            AS 
SELECT  Sno,AVG(Grade)
FROM  SC
GROUP BY Sno;

错误：
SELECT Sno，AVG(Grade)
FROM     SC
WHERE  AVG(Grade)>=90
GROUP BY Sno;

正确：
SELECT  Sno,AVG(Grade)
FROM  SC
GROUP BY Sno
HAVING AVG(Grade)>=90;

【1】也可以用如下SQL语句完成
    SELECT *
    FROM  (SELECT Sno,AVG(Grade)
               FROM  SC 
                GROUP BY Sno) AS S_G(Sno,Gavg)
    WHERE Gavg>=90;

---

7.3  更新视图

【1】将信息系学生视图IS_Student中学号”201215122”的学生姓名改为”刘辰”。
UPDATE  IS_Student
SET  Sname= '刘辰'
WHERE  Sno= ' 201215122 ';
转换后的语句：
UPDATE  Student
SET Sname= '刘辰'
WHERE Sno= ' 201215122 ' AND Sdept= 'IS';
【1】向信息系学生视图IS_S中插入一个新的学生记录，其中学号为”201215129”，姓名为”赵新”，年龄为20岁
INSERT
INTO IS_Student
VALUES(‘201215129’,’赵新’,20);
转换为对基本表的更新：
INSERT
INTO   Student(Sno,Sname,Sage,Sdept)
VALUES(‘200215129 ','赵新',20,'IS' );
【1】删除信息系学生视图IS_Student中学号为”201215129”的记录 
DELETE
FROM IS_Student
WHERE Sno= ' 201215129 ';
转换为对基本表的更新：
DELETE
FROM Student
WHERE Sno= ' 201215129 ' AND Sdept= 'IS';

更新视图的限制：一些视图是不可更新的，因为对这些视图的更新不能唯一地有意义地转换成对相应基本表的更新

【1】定义的视图S_G为不可更新视图。

 将学生的学号及平均成绩定义为一个视图
           CREAT  VIEW S_G(Sno,Gavg)
             AS  
             SELECT Sno,AVG(Grade)
             FROM  SC
             GROUP BY Sno;

UPDATE  S_G
SET          Gavg=90
WHERE  Sno= '201215121';

这个对视图的更新无法转换成对基本表SC的更新

DB2对视图更新的限制：

1. 若视图是由两个以上基本表导出的，则此视图不允许更新。
2. 若视图的字段来自字段表达式或常数，则不允许对此视图执行INSERT和UPDATE操作，但允许执行DELETE操作。
3. 若视图的字段来自集函数，则此视图不允许更新。
4. 若视图定义中含有GROUP BY子句，则此视图不允许更新。
5. 若视图定义中含有DISTINCT短语，则此视图不允许更新。
6. 若视图定义中有嵌套查询，并且内层查询的FROM子句中涉及的表也是导出该视图的基本表，则此视图不允许更新。
7.  一个不允许更新的视图上定义的视图也不允许更新

【1】将SC中成绩在平均成绩之上的元组定义成一个视图
      CREATE VIEW GOOD_SC
      AS 
      SELECT  Sno,Cno,Grade
      FROM     SC
      WHERE Grade >
                              (SELECT AVG(Grade)
                                FROM     SC);

---

7.4  视图的作用

1. 视图能够简化用户的操作
2. 视图使用户能以多种角度看待同一数据 
3. 视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性 
4. 视图能够对机密数据提供安全保护
5. 适当的利用视图可以更清晰的表达查询

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总结

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