第三章 SQL

SQL最早版本是由IBM开发的，最初叫做Sequel。20世纪70年代早期是作为System R项目的一部分。

3.1 SQL查询语言概览

数据定义语言

数据操纵语言

完整性

视图定义

事务控制

嵌入式SQL和动态SQL

授权

3.2 SQL数据定义

3.2.1 基本类型

char(n)：固定长度

varchar(n)：可变长度

int：整数

smallint：小整数

numeric(p, d)：定点数，共有p位数字，d位在右边，如numeric(3,1)可存储44.5

real，double precision：浮点数与双精度浮点数

float(n)：精度至少n位的浮点数

3.2.2 基本模式定义

create table命令定义SQL关系。

create table
(A1, D1,
A2, D2,
...,
An, Dn,
<完整性约束>,
...,
<完整性约束>);

primary key：主码属性必须非空且唯一

foreign key(A1, A2, .....An)references s：声明表示关系中任意元组在属性(A1, A2, .....An)上的取值必须对应于关系s中某元组在主码属性上的取值。

noy null：表示不允许空值

SQL禁止破坏完整性约束的任何数据库更新。

3.3 SQL查询的基本结构

SQL查询的基本结构由三个子句构成：select、from和where。from->where->[b]select[/b]

3.3.1 关系查询

在关系模型的形式化数学定义中，关系是一个集合。

如：

select distinct name
from instructor
where dept_name = 'Comp.Sci.' and salary > 7000;

distinct强行删除重复，select子句中还可以含+、-、*、/运算符的算术表达式。

3.3.2 自然连接

自然连接(natural join)运算作用于两个关系，并产生一个关系作为结果。它只考虑那些在两个关系模式中都出现的属性上取值相同的元组对。

select name, title
from instructor natural join teaches, course
where teaches.course_id = course.course_id

SQL还提供了一种自然连接的构造形式, join...using。

select name， title
from (instructor natural join teaches) join course using (course_id);

3.4 附加的基本运算

3.4.1 更名运算

as子句既可以出现在select子句中，也可以出现在from子句中。

select distinct T.name
from instructor as T, instructor as S
where T.salary > S.salary and S.dept_name = 'Biology';

3.4.2 字符串运算

SQL使用一对单引号来标示字符串，如‘Computer’。在字符串中表示单引号时用两个单引号。如‘it‘’s right’。

SQL在字符串比较大小上是大小写敏感的，但如MySQL和SQL Server，在匹配字符串时并不区分大小写。

SQL允许字符串函数操作，如lower(s), upper(s), trim(s)去掉字符串后面的空格。

在字符串上可以使用like操作符来实现模式匹配。两个特殊字符来描述模式：%：匹配任意子串； _：匹配任意一个字符。

在like比较运算符中使用escape关键词来定义转义字符。如:like 'ab\%cd%' eacape '\' 匹配所有“ab%cd”开头的字符串。

SQL允许使用not like比较运算符搜素不匹配项。在SQL1999中海提供similar to操作，具备比like运算更强大的模式匹配能力。

3.4.3 select子句中的属性说明

select*的select子句表示from子句结果关系的所有属性都被选中，‘*’表示所有属性。

3.4.4 排列元组的显示次序

order by子句默认升序。可以用desc表示降序，asc表示降序。

select＊
from instructor
order by salary desc, name asc;

3.4.5 where子句谓词

between...and比较运算符来说明一个值是小于或等于某个值，同时大于或等于另一个值的。

select name
from instructor
where salary between 90000 and 100000;

还可以使用not between比较运算符。

3.5 集合运算

union：U intersect：∩ except：-。三个集合运算都会自动去除重复，它们的对象都是select-from-where。

except中，如果我们想保留重复，可以用except all代替except。

3.6 空值

SQL将1涉及空值的任何比较运算的结果视为unknown，and、or和not也被扩展到可以处理unknown值。

and：true and unknown为unknown，false and unknown为false，unknown and unknown为unknown。

or：true or unknown为true，false or unknown为unknown，unknown or unknown为unknown。

not：not unknown为unknown。

如果where子句谓词对一个元组计算出false或unknown，那么该元组不能被加入到结果集中。

SQL在谓词中使用特殊的关键词null测试空值。也有谓词is not null。null = null会返回unknown，而不是true。

3.7 聚集函数

聚集函数是以值得一个集合（集或多重集）为输入、返回单个值的函数。

五个固有的聚集函数：平均值：avg。最小值：min。最大值：max。总和：sum。计数：count。

count中使用distinct时，表示为：count（distinct ID）。

分组聚集可以使用group by。在group by子句中的所以属性上取值相同的元组将被分在一个组中。

当SQL查询使用分组时，保证出现在select语句中但没有被聚集的属性只能是出现在group by子句中的那些属性。

/*error*/
select dept_name, ID, avg(salary)
from instructor
group by dept_name;

有时候，对分组限定条件比元组限定条件更有用。having并不针对单个元组，而是针对group by子句构成的分组。having子句中的谓词在形成分组后才起作用，因此可以使用聚集函数。与select类似，任何出现在having中，但没有被聚集的属性必须出现在group by子句中。

from->where->group by->having->select;

3.8 嵌套子查询

3.8.1 集合成员资格

in测试元组是否是集合中的成员，集合是由select子句产生的一组构成的。连接词not in则测试元组是否不是集合中的成员。

select distinct course_id
from section
where semester = 'Fall' and year = 2009 and
course_id in (select course_id
from section
where semester = 'Spring' and year = 2010);

3.8.2 集合的比较

“至少比某一个要大”在SQL中用>some。=some等价于in，然而<>some并不等价于not in。

>all对应于词组“比所有的都大”。<>all等价于not in，但=all并不等价于in。

select dept_name
from instructor
group by dept_name
having avg(salary) >= all(select avg(salary)
from instructor
group by dept_name)

3.8.3 空关系测试

exists结构在作为参数的子查询非空时返回true值。

not exists结构测试子查询结果集中是否不存在元组。“关系A包含关系B”写成“not exists(B except A)”。

select S.ID, S.name
from student as S
where not exists((select course_id
from course
where dept_name = 'Biology')
except
(select T.course_id
from takes as T
where S.ID = T.ID));

3.8.4 重复元组存在性测试

如果作为参数的子查询结果中没有重复的元组，unique结构将返回true值。

not unique结构测试在一个子查询结果中是否存在重复元组。。

select T.course_id
from course as T
where not unique(select R.course_id
from section as R
where T.course_id = R.course_id and
R.year = 2009);

3.8.5 from子句中的子查询

from子句中嵌套一个select-from-where结构等。

SQL2003允许from子句中的子查询用关键词lateral作为前缀，以便访问from子句中在它前面的表或者子查询中的属性。

select name， salary, arg_salary
from instructor I1, lateral(select avg(salary) as avg_salary
from instructor I2
where I2, dept_name = I1.dept_name);

3.8.6 with子句

with子句提供定义临时关系的方法。实在SQL1999中引入的。

with max_budget (value) as
(select max(budget)
from department)
select budget
from department. max_budget
where department, budget = max_budget.value;

3.8.7 标量子查询

SQL允许子查询出现在返回单个值的表达式能够出现的任何地方（select、where、having），只要该子查询只返回包含单个属性的单个元组。该子查询称为标量子查询。

3.9 数据库的修改

删除：delete语句首先从r中找出所以是P(t)为真的元组，然后把他们从r中删除。

delete from r
where P；

插入：考虑到可能不知道关系属性的排列顺序，SQL允许insert语句中指定属性。

insert into course(course_id, title, dept_name, credits)
values('CS-437', 'Database System', 'Comp.Sci', 4);

更新：SQL提供case结构，可以利用它在一条update语句中防止某些问题发生。

update instructor
set aslary = case
when salary <= 100000 then salary * 1.05
else salary * 1.03
end

set：不支持同时对多个变量同时复制，当表达式返回多个值时将出错，当表达式未返回值时，变量将被赋为null。

select：支持同时对多个变量同时复制，当表达式返回多个值时将返回的最后一个值赋给变量，当表达式未返回值时，变量保持原值。