「数据库知识」——SQL处理学生表

喊了八十变要复习SQL，终于有时间了~(￣.￣)~
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前言：了解数据库与SQL语言

概念区分：

• 数据：描述事物的符号和记录称为数据。
• 数据库（容器）：长期储存在计算机内的，有组织的，可共享的数据集合。
• 数据库管理系统DBMS（数据库软件）：是位于用户和操作系统之间的数据管理软件。
• 数据库系统：由数据库，数据库管理系统（及其应用开发工具），应用软件，数据库管理员组成的存储，管理，处理，维护数据的系统。
• 注意：我们常使用的就是DBMS即数据库管理系统，用户通过DBMS来操作数据库。常见的DBMS有：MySQL、SQL Server、Oracle、Db2

MySQL： 关系型数据库。一个关系型数据库由一个或数个表格组成。
SQL语言： 结构化查询语言。不区分大小写，可以层删改查数据库、表、视图、存储过程及表中的数据。所有的DBMS都支持SQL语言，差别就是个别可能会在SQL中有一定的扩展，比如SQL Server数据库在SQL语言基础上扩展了T-SQL语言。

SQL基础用法

通过Navicat for MySQL可以很方便的新建表格或数据库。

1. 创建数据库

创建一个名为python_databases的数据库

create DATABASE python_databases charset=utf8;

2. 数据库的查看与使用

//查看数据库的所有内容
show databases;

//使用创建好的python_databases数据库
use python_databases;

3. 表格的查看与新建

查看表：

//查看所有表格
show tables;

新建表：
这个是Navicat里边的DDL语言，直接在Navicat for MySQL中使用即可。同样，如果通过Navicat创建好了一个表，则可以通过右击表-对象信息-DDL查看相应的SQL语言。若要在cmd通过mysql>命令窗口创建数据表，则逐行输入即可。（ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8也可以去掉）

//创建新表table
CREATE TABLE `student` (
  `id` int(11) DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `grade` (
  `no` int(11) DEFAULT NULL,
  `id` int(11) DEFAULT NULL,
  `kemu` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `score` varchar(255) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

//删除table：
mysql> DROP TABLE table_name;

4. 插入数据

用 INSERT INTO语句

例如，使用 SQL INSERT INTO 语句向 MySQL 数据表 runoob_tbl 插入数据：

mysql> INSERT INTO runoob_tbl 
    -> (runoob_title, runoob_author, submission_date)
    -> VALUES
    -> ("name", "age", NOW());

5. 查询数据

语法：

SELECT column_name,column_name
FROM table_name
[WHERE Clause]
[LIMIT N][ OFFSET M]

• 以使用一个或者多个表，表之间使用逗号(,)分割，并使用WHERE语句来设定查询条件。
• 你可以使用 WHERE 语句来包含任何条件。
• 可以使用 LIMIT 属性来设定返回的记录数。
• 可以使用星号（*）来代替其他字段，SELECT语句会返回表的所有字段数据
• 可以通过OFFSET指定SELECT语句开始查询的数据偏移量。默认情况下偏移量为0。

//选择数据作为表格table_name
SELECT [data] AS [table_name]

一、模块一：简单的查询与统计Day1

题目以及对应的知识点：

题号	知识点
1	排序：ORDER BY ；默认升序，DESC实现降序
2	统计总和用SUM，分组用GROUP BY
3	先得出新列sum_score，然后联合得出结果
4	MAX() 求最大值
5	COUNT(*) 函数返回匹配指定条件的行数 COUNT函数的具体解释

GROUP BY的相关用法：

函数	作用	支持性
sum(列名)	求和
max(列名)	最大值
min(列名)	最小值
avg(列名)	平均值
first(列名)	第一条记录	仅Access支持
last(列名)	最后一条记录	仅Access支持
count(列名)	统计这一列的记录数，字段为null不统计。	注意和count(*)的区别

具体题目：
已知：
有两张表，其中学生表（student）基本信息有：

科目和分数表（grade）：

1. 查询所有学生的数学成绩，显示学生姓名name，分数score，由高到低

• 分析 ：用ORDER BY实现排序，DESC实现降序。
  笔记：a和b是为了区分开两个表，不用也可以。升序为ASC，降序为DESC，

升序：select * from 表名 order by 表中的字段 asc(mysql中默认是升序排列，可不写)
降序：select * from 表名 order by 表中的字段 desc
若要进行同时一个升序，一个降序，则如下：
order by 升序字段 asc，降序字段 desc。

• 代码：

SELECT a.name, b.score
FROM student a, grade b
WHERE a.id = b.id
AND kemu = '数学'
ORDER BY score
DESC

2. 统计每个学生的总成绩，显示字段：姓名，总成绩

• 分析：统计总成绩用sum，分组用GROUP BY
  总和sum的计算是以GROUP BY为组进行统计的。

• 代码：

SELECT a.name, sum(b.score) AS sum_score
FROM student a, grade b
WHERE a.id = b.id
GROUP BY `name`
DESC

3. 统计每个学生的总成绩（由于学生可能有重复名字），显示字段：学生id，姓名，总成绩

• 分析：统计总成绩时要用表grade，里边没有name信息，只有id和student是通用的。因此，第一步先根据id将总成绩聚合找出id所对应的总成绩，然后依次输出id,name,sum_score。
  
• 代码：

SELECT a.id, a.name, c.sum_score
FROM student a, 
(SELECT b.id, sum(b.score) as sum_score
FROM grade b
GROUP BY id
) c
WHERE a.id = c.id
ORDER BY sum_score
DESC

4. 列出各门课程成绩最好的学生， 要求显示字段: 学号，姓名，科目，成绩

• 分析：第一步先group by找出单科最好成绩，得到新列max_score。再结合学生表和分数表，得到单科最好成绩。
  
• 代码：

SELECT b.id, a.name, b.kemu,  b.score
FROM student a, grade b ,
(SELECT kemu, MAX(score) as max_score
FROM grade
GROUP BY kemu
) c
WHERE b.kemu = c.kemu
AND b.score = c.max_score
AND a.id = b.id

5. 列出各门课程成绩最好的2位学生， 要求显示字段: 学号，姓名，科目，成绩

• 分析：
  可能基础部分还是太差，需要补补：查书，查资料。
  以下代码实现的功能：从成绩表中找出科目相同但成绩大于t1的那几个行数，count(*)返回行数。为啥小于2，难道是mysql数据库的索引是从0开始的？

怎么理解？？
(SELECT count(*) FROM grade t2
WHERE t1.kemu=t2.kemu AND t2.score>t1.score
)<2

• 代码：

SELECT t1.id, a.name, t1.kemu, t1.score
FROM grade t1, student a
WHERE
(SELECT count(*) FROM grade t2
WHERE t1.kemu=t2.kemu AND t2.score>t1.score
)<2
AND a.id = t1.id
ORDER BY t1.kemu, t1.score
DESC

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二、模块二：简单的查询与统计Day2

题目以及对应的知识点：

题号	知识点
1	求平均值用avg()
2	CASE WHEN [条件] THEN [满足条件的值] ELSE [不满足条件的值] END 相当于if([条件]) [满足条件的值] else [不满足条件的值]；SUM求和；AVG求平均
3	求平均值用avg()
4	@表局部变量;’:='符号为对变量赋值； '='符号为if等条件判断中使用;
5	COUNT() 函数返回匹配指定条件的行数
6

1. 计算每个人的平均成绩，要求显示字段 ：学号，姓名，平均成绩

• 分析：
  求平均成绩用avg()，先从表二得到以id为准每个人的平均成绩，记为表avg_score，然后再联合表a进行统计。
• 代码：

SELECT a.id,a.name,c.avg_score
FROM student a,
( SELECT b.id, avg(b.score) as avg_score
FROM grade b
GROUP BY b.id
) c
WHERE a.id = c.id

2. 计算每个人的成绩，总分数，平均分，要求显示：学号，姓名，语文，数学，英语，总分，平均分

• 分析：
  使用case when 语法把科目字段分解成具体的科目：语文，数学， 英语；
  (CASE WHEN b.kemu='语文' THEN score ELSE 0 END) as 语文等等条件也是SELECT的一个选择条件。
  
  然后对这张已经分组好的表进行操作即可。
  语数英的成绩直接对该科目下的成绩求和，GROUP BY以id为组进行求和sum或者求最大值max，比如张三的三门成绩求法如图：
  
  总分直接group by以id为分组对grade表中的score求和sum即可；
  平均分直接group by以id为分组对grade表中的score求平均值avg即可；
• 代码：
  方法一：

SELECT a.id as 学号, a.name as 姓名, 
sum(case when b.kemu='语文' then score else 0 end) as 语文,
sum(case when b.kemu='数学' then score else 0 end) as 数学,
sum(case when b.kemu='英语' then score else 0 end) as 英语,
sum(b.score) as 总分 ,
avg(b.score) as 平均分
FROM student a, grade b
where a.id = b.id
GROUP BY b.id

方法二：使用了MAX()、LEFT JOIN 、ON方法

SELECT s.id, s.name, 
max(case when g.kemu='语文' then score else 0 end) as 语文,
max(case when g.kemu='数学' then score else 0 end) as 数学,
max(case when g.kemu='英语' then score else 0 end) as 英语,
sum(score) as 总分,
avg(score) as 平均分
from student s 
LEFT JOIN grade g 
ON  s.id = g.id 
GROUP BY s.id

• 笔记：

1. JOIN用于根据两个或多个表中的列之间的关系，从这些表中查询数据。
   JOIN: 如果表中有至少一个匹配，则返回行
   LEFT JOIN: 即使右表中没有匹配，也从左表返回所有的行
   RIGHT JOIN: 即使左表中没有匹配，也从右表返回所有的行
   FULL JOIN: 只要其中一个表中存在匹配，就返回行
2. ON条件是在生成临时表时使用的条件，它不管on中的条件是否为真，都会返回左边表中的记录。
   JOIN…ON同时使用：on后面是2个表的join条件

3. 列出各门课程的平均成绩，要求显示字段：课程，平均成绩

• 分析：
  直接对grade表格操作即可
• 代码：

SELECT b.kemu, AVG(b.score)
FROM grade b
GROUP BY b.kemu

4. 列出数学成绩的排名， 要求显示字段：学号，姓名，成绩，排名

• 分析：先显示出学号，姓名，成绩，然后那个排名该怎么搞？
  
  在查询结果表里面添加一个变量@paiming,让它自动加1：
  
  OK，事实远比我们所想象的要复杂得多，当两个人的数学成绩一样时，排名应该是相同的，所以以上代码是有BUG的。即如果两个分数之间存在平局，则两者应具有相同的排名。 请注意，在平局之后，下一个排名数应该是下一个连续的整数值。 换句话说，等级之间不应该存在“漏洞”。

• 代码：

SELECT
c.id, c.name, c.score as 数学分数, 
(CASE
WHEN @temp = c.score THEN	#当前的值与分数相同，则排名不加1
    @paiming
WHEN @temp := c.score THEN	#否则排名+1
    @paiming :=@paiming + 1
WHEN @temp = 0 THEN
    @paiming :=@paiming + 1	#初始值是一定要+1的
END) AS 排名

FROM
		(SELECT a.id, a.name, b.score
		FROM student a, grade b
		WHERE b.kemu = '数学'
		AND a.id = b.id
		ORDER BY b.score 
		DESC) AS c,
		(SELECT @paiming := 0, @temp := 0) suiyi

• 笔记：

1. SELECT DISTINCT 语句：关键词 DISTINCT 用于返回唯一不同的值。
   语法：SELECT DISTINCT 列名称 FROM 表名称
2. COUNT是用于计数
3. 对表中数据进行排名的例子，可是只能对现有表进行排序：图1所示的成绩进行排名，得到图2，一般的排名代码如下：

select Score,
(select count(distinct Score) from scores where Score >= a.Score) 排名
from scores as a 
order by Score
desc 

图1：原表

图2：排名之后

三、模块三：查询Day3

题目以及对应的知识点：

题号	知识点
1	LIMIT n用于从表中选出n条数据列出
2	LIMIT m,n查询从m开始的n条记录
3	LIMIT m,n
5	COUNT(*)
6	select count(*)表查询出表中符合条件的行数

1. 列出数学成绩前3名的学生（要求显示字段：学号，姓名, 科目，成绩）

• 分析：
  前三名使用LIMIT 3
• 代码：

SELECT a.id, a.name, b.kemu, b.score
FROM student a, grade b
WHERE b.kemu = '数学'
AND a.id = b.id
ORDER BY b.score 
DESC
LIMIT 3

2. 查询数学成绩第2和第3名的学生（要求显示字段：学号，姓名, 科目，成绩）

• 分析：
  LIMIT m,n查询从m开始的n条记录
• 代码：

SELECT a.id, a.name, b.kemu, b.score
FROM student a, grade b
WHERE b.kemu = '数学'
AND a.id = b.id
ORDER BY b.score 
DESC
LIMIT 1,2

3. 查询第3名到后面所有的学生数学成绩（要求显示字段：学号，姓名, 科目，成绩）

• 分析：
  LIMIT位置写成3， 条数写一个大一点的数，比如100。
• 代码：

SELECT a.id, a.name, b.kemu, b.score
FROM student a, grade b
WHERE b.kemu = '数学'
AND a.id = b.id
ORDER BY b.score 
DESC
LIMIT 3,100

4. 统计英语课程少于80分的，显示 学号id, 姓名，科目，分数

• 分析：
  原先建的表里边英语成绩都大于80，所以第一次运行时，显示的数据为空，现随意改了两个值66和78，得到以下结果。
• 代码：

SELECT a.id, a.name, b.kemu, b.score
FROM student a, grade b
WHERE b.kemu = '英语'
AND a.id = b.id
AND b.score < 80

5. 统计每门课程不及格(<60)、一般、优秀(>80)的个数

• 分析：
  SELECT时找出符合三个区域的条件。SELECT后边的内容可以理解为要显示的数据的列名，然后行本来是所有的科目名，但被GROUP BY聚合到了一块显示出没门课程的数据值。
  COUNT()统计出了每门课程（用GROUP BY对科目进行聚合）的三种情况个数。

• 代码：

SELECT b.kemu,
(SELECT COUNT(*) FROM grade WHERE score<60 AND kemu = b.kemu) AS 不及格,
(SELECT COUNT(*) FROM grade WHERE score BETWEEN 69 AND 80 AND kemu=b.kemu) AS 一般,
(SELECT COUNT(*) FROM grade WHERE score>80 AND kemu = b.kemu) AS 优秀
FROM grade b
GROUP BY kemu

6. 查找每科成绩前2名，显示id, 姓名，科目，分数

• 分析：

1. 先按科目名以及成绩进行总的排名查询，即顺序为同一个科目的排到一起，然后成绩是按各科成绩大小排序
   

2. 再查找每科成绩前两名

(SELECT count(*) FROM grade t2
WHERE t1.kemu=t2.kemu AND t2.score>=t1.score
)<=2

select count(*)表查询出表中符合条件的行数；
t1.kemu=t2.kemu AND t2.score>=t1.score表示查询的条件；
总的来说以上代码的意思就是从表grade t2中查询出满足查询条件（科目相同且t2的成绩要高于t1的成绩）的行数；
这个查询出的行数要<=2,所以"行数<=2"是作为前一个查询语句的查询条件的。

• 代码：

SELECT a.id, a.name, t1.kemu,t1.score
FROM student a, grade t1
WHERE
    (SELECT count(*) FROM grade t2 
    WHERE t1.kemu=t2.kemu AND t2.score>=t1.score
    )<=2
and a.id = t1.id
ORDER BY t1.kemu,t1.score 
DESC

四、模块五：SQL经典面试题

题目以及对应的知识点：

题号	知识点
1	HAVING 子句可以让我们筛选分组后的各组数据（在 SQL 中增加 HAVING 子句原因是，WHERE 关键字无法与聚合函数一起使用）； NOT IN不包含
2	COUNT(*) 可用来统计* 的数据条数
3	DELETE删除操作
4	NOT IN
5	模糊查询%； IN在； LIKE像
6	考察通配符操作：通配符可用于替代字符串中的任何其他字符，与LIKE操作符一起使用； 使用 REGEXP 或 NOT REGEXP 运算符 (或 RLIKE 和 NOT RLIKE) 来操作正则表达式

已知表如下：

1. 用一条SQL 语句查询xuesheng表每门课都大于80 分的学生姓名

• 分析：

1. 方法一：用GROUP BY以名字为分组，将每个人的成绩分组到名字下，如果每个人各门成绩的最小值都>80，则每门课都大于80；
2. 方法二：逆向思维，若这个学生的各门成绩中<=80的课程不存在，则他每门课成绩都大于80.

• 代码：

SELECT name
FROM xuesheng
GROUP BY name
HAVING MIN(score)>80

或：

SELECT DISTINCT name
FROM xuesheng
WHERE name
NOT IN
(SELECT DISTINCT name
FROM xuesheng
WHERE score <= 80)

2. 用一条SQL 语句查询xuesheng表每门课都大于80 分且课程数大于等于3的情况的学生姓名

SELECT name
FROM xuesheng
GROUP BY name
HAVING MIN(score)>80
AND COUNT(kecheng)>=3

3. 删除除了自动编号不同, 其他都相同的学生冗余信息

已知表xueshengbiao如下：

• 代码：

DELETE t1 
FROM xueshengbiao t1, xueshengbiao t2
WHERE t1.id = t2.id
and t1.name = t2.name
and t1.kcid = t2.kcid
and t1.kcname = t2.kcname
and t1.score = t2.score
and t1.autoid < t2.autoid

4. 查询出自动编号不同, 其他都相同的学生冗余信息

• 分许：先找出除了自动编号不同其他都相同的学生的最小的自动编号，然后用NOT IN将其去除
• 代码：

SELECT *
FROM xueshengbiao t1
WHERE t1.autoid
NOT IN
(SELECT
MIN(autoid) as autoid
FROM xueshengbiao
GROUP BY id, name, kcid, kcname, score
)

5. 模糊查询%：查询出“张”姓学生中平均成绩大于75分的学生信息

• 代码：

SELECT *
FROM student
WHERE name IN
(SELECT name FROM student
WHERE name LIKE '张%' 
GROUP BY name
HAVING avg(score)>75
)

6. SQL 通配符：找出姓张和姓李的学生中平均成绩大于75分的学生信息

• 代码：

select * from xuesheng
where name in 
(select name from xuesheng
where name rlike '[张李]' group by name having avg(score) > 75);

或

select * from xuesheng
where name in 
(select name from xuesheng
where name REGEXP '^[张李]' group by name having avg(score) > 75);

• 笔记：

1. 在 SQL 中，通配符与 SQL LIKE 操作符一起使用。SQL 通配符用于搜索表中的数据。在 SQL 中，可使用以下通配符：

通配符	描述
%	替代 0 个或多个字符
_	替代一个字符
[charlist]	字符列中的任何单一字符
[^charlist]或[!charlist]	不在字符列中的任何单一字符

2. MySQL 中使用 REGEXP 或 NOT REGEXP 运算符 (或 RLIKE 和 NOT RLIKE) 来操作正则表达式