『database-2』SQL
关系数据库标准语言 SQL
一、有关SQL
SQL的特点：
- 综合统一：结合了 DDL、DML、DCL 三种关系数据库语言的功能
- 高度非过程化、易学易用
- 面向集合的操纵方式
9个动词实现SQL核心功能 基本表与导出表：
- 基本表：实际存在的表，真正存储在物理文件中
- 导出表：从基本表导出的表，是一个虚表，其真实数据不存在数据库中，只是在数据字典中存储其定义
注意：视图（View）经过定义（Create View）就可以像基本表那样操作
关系数据库的三级模式结构：SQL的关系数据库同样支持三级模式结构
三级模式结构 注意：存储文件的逻辑结构组成了内模式；存储文件的物理存储结构对用户隐藏
二、SQL数据查询功能
SQL查询语句块：SELECT-FROM-WHERE，其中：
- SELECT：选取目标列，表示目标检索项
- FROM：指明基本表或视图，可以由一个或多个表组成
- WHERE：选取符合检索条件的元组
SQL投影查询：SELECT A1, ..., An FROM S ...，表示从关系S中抽取A1列、A2列
SELECT DISTINCT A FROM S ... 表示从关系S中抽取A列后，去除重复行SQL选取检索：通过WHERE子句引出查询条件；检索条件由属性名、常量、比较与布尔运算符（AND等）组成
SQL排序检索：在查询语句块最后接 ORDER BY A1, ..., An (ASC or DESC)，将各行按指定列排序
注意：若不指定升序或降序，默认按升序排列；可以按照单列或多列（多关键字）排序SQL连接操作：查询涉及两个以上表的信息，将多个由连接属性相关联的表按照一定条件连接起来
- SELECT：指出最终选取的所有列名（可来自多个表，必要时使用关系名修饰）
- FROM：指出需要进行连接的各关系名称
- WHERE：指出元组连接谓词（表1.属性A \(\theta\) 表2.属性B） + 连接后的选取条件
自连接操作：给一张表复制为两个非同名表，对其进行连接操作
外连接操作：在连接谓词的某一端加一个星号*，表明为所在端的表增加一空行
该空行可以与另一表中不满足连接条件（即被舍弃）的元组连接，从而可将悬浮元组输出SQL子查询嵌套检索：查询间可以嵌套（结构化查询的体现）
子查询的分类：普通子查询 + 相关子查询
- 普通自查询：子查询的查询条件不依赖于父查询
- 相关子查询：子查询的查询条件依赖于父查询
注意：不相关子查询可以先直接求出子查询的返回值，再求解父查询；相关子查询中父子要交替进行
查询语句块：在父查询的WHERE后用括号包裹新的S-F-W查询块
子查询的返回值：可以返回一个单值、也可以返回一组值
- 返回单值：可在 WHERE 中直接使用比较运算符
- 返回集合：需使用 IN、ANY 等关键字
嵌套 IN 谓词：满足筛选条件的属性值存在于子查询的返回值集合中，如 IN (child)
嵌套比较运算符：若能够确认子查询仅返回单值，则父查询的 WHERE 中可以使用比较运算符
嵌套 ANY（ALL）的子查询：子查询返回多值时使用 比较运算符 + ANY（ALL），如：
“> ANY(child)” 表示大于子查询child 返回的某个值
“\(\le\) ALL(child)” 表示小于等于子查询child 返回的全部值
“ = ANY(child)” 表示等于子查询child 返回的某个值
注意：=ANY 等价于 IN 谓词；!= ALL 等价于 NOT IN 谓词嵌套 EXISTS 的子查询：EXISTS(child) = true \(\Leftrightarrow\) child 查询结果非空；EXISTS 不返回查询数据
EXISTS表示全称：p总是满足 \(\Rightarrow\) 不存在p不满足的情况
全称常用于表示“全选” EXISTS表示蕴含：若p满足则q满足 \(\Rightarrow\) 不存在p满足但q不满足的情况
蕴含常用于表示“条件全选”
并、差、交检索
- 并集：SELECT ... UNION SELECT ...
- 交集：SELECT ... INTERSECT SELECT ...
- 差集：SELECT ... MINUS SELECT ...
库函数检索：聚集函数
- COUNT(A)：求出属性值为A的行数；COUNT(*)：求出总行数
- SUM(A)：对数值列A求总和
- AVG(A)：对数值列A求平均值
- MAX(A)：在列A中找出最大值；MIN(A)：在列A中找出最小值
注意：库函数检索只能在 SELECT 或 HAVING 子句中出现
分组检索：GROUP BY 若干列名 [HAVING 条件表达式]
- GROUP BY 若干列名：表示分组依据；同组元组聚在一起，同一组内的列值不可完全相同
- HAVING 条件：将不满足条件的组筛除（可选项）
注意：分组后SELECT中的聚集函数会为每个组都计算一个结果，不分组则直接按整列计算
注意编写顺序：WHERE（先选出符合条件的行）\(\rightarrow\) GROUP BY（确定分组列）\(\rightarrow\) HAVING（最后筛选组）算术表达式的检索：SELECT子句中可包含由属性列 + 常量 + 库函数 + 算术运算符构成的算术表达式
部分匹配查询：列名 LIKE / NOT LIKE 字符串常量（模糊查询）
- 列名：必须为字符串型
- 字符串常量：可包含 %（匹配任意多个字符）和 _ （匹配任意单个字符）
基于派生表的查询：SELECT ... FROM (child) AS child_table(A1, ..., An)，即需要给派生表指定一个别名
注意：若子查询中未使用聚集函数，就不必为派生表指定列名，其列名默认为子查询SELECT的列名
三、SQL数据定义功能
定义基本表：其基本格式为如下
定义表的格式 注意：新建立的表是空表，表的定义及有关约束存放在数据字典中
SQL92的数据类型：
部分基本数据类型 完整性约束：
删除基本表：DROP TABLE <表名> [RESTRICT | CASCADE]
- RESTRICT：表示删除表有限制条件，默认RESTRICT有效
- CASCADE：表示删除表没有限制条件
修改基本表：其基本格式如下
修改表的格式 定义索引：索引可以建立在一列或多列上，其基本格式如下
- UNIQUE：表明该索引的每个索引值仅对应唯一的数据记录
- CLUSTER：表明要建立的索引是聚簇索引
- 次序：可以选择为该列上的索引值设置排列次序，默认为ASC
注意：索引是加快查询速度的有效手段，属于内模式的范畴，无需用户干预
修改索引名：ALTER INDEX <旧索引名> RENAME TO <新索引名>
删除索引：DROP INDEX <索引名>
注意：数据的增删改会导致维护索引的开销，可以考虑删除不必要的索引定义视图：视图是一个虚表，其数据存于原先的基本表中，随基本表改变而变化
- 子查询：任意的 SELECT 语句
- WITH CHECK OPTION：子查询中的谓词条件表达式
注意：视图的各列名可以省略（或全部指定），默认为 SELECT 子句的各属性字段
不能省略的情况：目标列使用了聚集函数；多表连接中将各表同名列作为目标列；需要换列名称删除视图：DROP VIEW <视图名> [CASCADE]
查询视图：使用与基本表查询相同的方式（SELECT-FROM-WHERE）对视图进行查询
视图消解：从数据字典中取出视图定义，将视图子查询和用户查询结合，转化为等价的对基本表的查询
视图的作用：视图是数据库的“窗户”，可以观察用户感兴趣的数据及变化
- 为同一数据赋予多种观察角度
- 提供一定的逻辑独立性
- 对数据提供安全保护
四、SQL数据更新功能
插入数据：可分为插入元组或插入子查询结果
- 插入元组：INSERT INTO <表名> (若干属性列) VALUES (若干元组)
- 插入子查询结果：INSERT INTO <表名> （若干属性列）<SELECT 子查询>
修改数据：UPDATE <表名> SET (若干 <列名> = <表达式>) [WHERE <条件>]，表示修改符合条件的行的属性值
注意：修改元组使用UPDATE，而修改整个表的特性使用ALTER删除数据：DELETE FROM <表名> [WHERE <条件>]，即删除符合条件的行
五、SQL数据控制功能
- 授权与回收权限：安全控制
- 授权：GRANT <权限> [ON <对象类型> <对象名>] TO <用户>
- 回收权限：REVOKE <权限> [ON <对象类型> <对象名>] FROM <用户>
六、空值运算
空值（NULL）的含义：不知道（如漏填）、数据缺失（如缺席）、不便填写（如隐私信息）
判断空值：WHERE 中使用条件语句 IS NULL 或 IS NOT NULL
空值的计算：空值 ArithmaticOp 任意值 = 空值、空值 CompareOp 任意值 = Unknown
空值的逻辑运算：T AND U = U、F OR U = U、NOT U = U
注意：含 NOT NULL、UNIQUE 约束 或 主码属性都不能取 NULL
七、嵌入式SQL
SQL的实际应用：内嵌在高级语言（如C语言）中，将SQL的特性与程序设计语言的特性相结合
内嵌SQL：将SQL预编译为高级语言源码，再按诸语言方式进行编译
- 区分SQL与宿主语言：在SQL语句前增加前缀EXEC SQL
- SQL与宿主语言通信：SQL通信区负责向宿主语言传递执行状态；宿主语言设置主变量与SQL交换数据
- SQL与宿主语言的协调：通过游标缓存SQL的执行结果
ODBC与JDBC：基于X/Open和ISO/IEC的SQL调用级接口规范
功能：建立与数据库的连接；发送SQL语句；处理结果
注意：JDBC在设计思想上沿袭了ODBC
JDBC四大组件