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数据库

第三章关系数据库标准语言SQL

3.1SQL概述

vSQL（StructuredQueryLanguage）

结构化查询语言，是关系数据库的标准语言

vSQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言

SQL标准的进展过程

标准大致页数发布日期

⏹SQL/861986.10

⏹SQL/89（FIPS127-1）120页1989年

⏹SQL/92622页1992年

⏹SQL991700页1999年

⏹SQL20032003年

3.1.2SQL的特点

1.综合统一

⏹集数据定义语言（DDL），数据操纵语言（DML），数据控制语言（DCL）功能于一体。

⏹可以独立完成数据库生命周期中的全部活动：

Ø定义关系模式，插入数据，建立数据库；

Ø对数据库中的数据进行查询和更新；

Ø数据库重构和维护

Ø数据库安全性、完整性控制等

⏹用户数据库投入运行后，可根据需要随时逐步修改模式，不影响数据的运行。

⏹数据操作符统一

2.高度非过程化

v非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”，必须制定存取路径

vSQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。

v存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。

3.面向集合的操作方式

v非关系数据模型采用面向记录的操作方式，操作对象是一条记录

vSQL采用集合操作方式

Ø操作对象、查找结果可以是元组的集合

Ø一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合

4.以同一种语法结构提供多种使用方式

vSQL是独立的语言

能够独立地用于联机交互的使用方式

vSQL又是嵌入式语言

SQL能够嵌入到高级语言（例如C，C++，Java）程序中，供程序员设计程序时使用

5.语言简洁，易学易用

vSQL功能极强，完成核心功能只用了9个动词。

表3.1SQL语言的动词

SQL功能

动词

数据查询

SELECT

数据定义

CREATE，DROP，ALTER

数据操纵

INSERT，UPDATE

DELETE

数据控制

GRANT，REVOKE

SQL的基本概念（续）

SQL支持关系数据库三级模式结构

v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

v存储文件

⏹逻辑结构组成了关系数据库的内模式

⏹物理结构是任意的，对用户透明

v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

⏹视图是一个虚表

⏹用户可以在视图上再定义视图

3.2学生-课程数据库

v学生表：

Student（Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept）

课程表：

Course（Cno,Cname,Cpno,Ccredit）

学生选课表：

SC（Sno,Cno,Grade）

Student表

学号

Sno

姓名

Sname

性别

Ssex

年龄

Sage

所在系

Sdept

200215121

200215122

200215123

200515125

李勇

刘晨

王敏

张立

男

女

男

Course表

课程号

Cno

课程名

Cname

先行课

Cpno

学分

Ccredit

数据库

数学

信息系统

操作系统

数据结构

数据处理

PASCAL语言

SC表

学号

Sno

课程号

Cno

成绩

Grade

200215121

200215122

3.3数据定义

SQL的数据定义功能：

表定义、视图和索引的定义。

表3.2SQL的数据定义语句

操作对象

操作方式

创建

删除

修改

表

CREATETABLE

DROPTABLE

ALTERTABLE

视图

CREATEVIEW

DROPVIEW

索引

CREATEINDEX

DROPINDEX

3.3数据定义

v3.3.1基本表的定义、删除与修改

v3.3.2索引的建立与删除

3.3.1基本表的定义、删除与修改

一、定义基本表

CREATETABLE<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>]）；

学生表Student

[例1]建立“学生”表Student，学号是主码，姓名取值唯一。

CREATETABLEStudent

（SnoCHAR（9）PRIMARYKEY，/*列级完整性约束条件*/

SnameCHAR（20）UNIQUE，/*Sname取唯一值*/

SsexCHAR

（2），

SageSMALLINT，

SdeptCHAR（20）

）；

课程表Course

[例2]建立一个“课程”表Course。

CREATETABLECourse

（CnoCHAR（4）PRIMARYKEY，

CnameCHAR（40），

CpnoCHAR（4），

CcreditSMALLINT，

FOREIGNKEY（Cpno）REFERENCESCourse（Cno）

）;

学生选课表SC

[例3]建立一个“学生选课”表SC。

CREATETABLESC

（SnoCHAR（9），

CnoCHAR（4），

GradeSMALLINT，

PRIMARYKEY（Sno，Cno），

/*主码由两个属性构成，必须作为表级完整性进行定义*/

FOREIGNKEY（Sno）REFERENCESStudent（Sno），

/*表级完整性约束条件，Sno是外码，被参照表是Student*/

FOREIGNKEY（Cno）REFERENCESCourse（Cno）

/*表级完整性约束条件，Cno是外码，被参照表是Course*/

）;

二、数据类型

定义表的属性时，需要指明其数据类型及长度。

数据类型

含义

CHAR（n）

长度为n的定长字符串

VARCHAR（n）

最大长度为n的变长字符串

INT

长整数（也可以写作INTEGER）

SMALLINT

短整数

NUMERIC（p，d）

定点数，由p位数字组成，小数后面有d位数字

REAL

取决于机器精度的浮点数

DoublePrecision

取决于机器精度的双精度浮点数

FLOAT（n）

浮点数，精度至少为n位数字

DATE

日期，包含年、月、日，格式为YYYY-MM-DD

TIME

时间，包含一日的时、分、秒，格式为HH:

MM:

三、修改基本表

ALTERTABLE<表名>

[ADD<新列名><数据类型>[完整性约束]]

[DROP<完整性约束名>]

[ALTERCOLUMN<列名><数据类型>]；

修改基本表（续）

[例4]向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。

ALTERTABLEStudentADDS_entranceDATE；

▪不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。

[例5]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。

ALTERTABLEStudentALTERCOLUMNSageINT；

[例6]增加课程名称必须取唯一值的约束条件。

ALTERTABLECourseADDUNIQUE（Cname）;

四、删除基本表

DROPTABLE<表名>［RESTRICT|CASCADE］；

⏹RESTRICT：

删除表是有限制的。

Ø欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用

Ø如果存在依赖该表的对象，则此表不能被删除

⏹CASCADE：

删除该表没有限制。

Ø在删除基本表的同时，相关的依赖对象一起删除

删除基本表（续）

【例7】删除Student表。

DROPTABLEStudentCASCADE;

⏹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

【例8】若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除。

CREATEVIEWIS_Student

SELECTSno，Sname，Sage

FROMStudent

WHERESdept='IS'；

DROPTABLEStudentRESTRICT;

--ERROR:

cannotdroptableStudentbecauseotherobjectsdependonit.

[例9]若选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除。

DROPTABLEStudentCASCADE;

--NOTICE:

dropcascadestoviewIS_Student

SELECT*FROMIS_Student;

--ERROR:

relation"IS_Student"doesnotexist

3.3数据定义

v3.3.1基本表的定义、删除与修改

v3.3.2索引的建立与删除

3.3.2索引的建立与删除

v建立索引的目的：

加快查询速度

v谁可以建立索引

▪DBA或表的属主（即建立表的人）

▪DBMS一般会自动建立以下列的索引

PRIMARYKEY

UNIQUE

v谁维护索引

DBMS自动完成

v使用索引

DBMS自动选择是否使用索引以及使用哪些索引

一、建立索引

v语句格式

CREATE[UNIQUE][CLUSTER]INDEX<索引名>

ON<表名>（<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>]]…）；

[例10]CREATECLUSTERINDEXStusname

ONStudent（Sname）；

▪在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引

v在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率

v一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引

v经常更新的列不宜建立聚簇索引

[例11]为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建立索引。

CREATEUNIQUEINDEXStusnoONStudent（Sno）；

CREATEUNIQUEINDEXCoucnoONCourse（Cno）；

CREATEUNIQUEINDEXSCnoONSC（SnoASC，CnoDESC）；

⏹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

二、删除索引

vDROPINDEX<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

[例12]删除Student表的Stusname索引。

DROPINDEXStusname；

数据查询

v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>]…

[WHERE<条件表达式>]

[GROUPBY<列名1>[HAVING<条件表达式>]]

[ORDERBY<列名2>[ASC|DESC]]；

3.4.1单表查询

v查询仅涉及一个表：

⏹一、选择表中的若干列

⏹二、选择表中的若干元组

⏹三、ORDERBY子句

⏹四、聚集函数

一、选择表中的若干列

v查询指定列

[例1]查询全体学生的学号与姓名。

SELECTSno，Sname

FROMStudent；

[例2]查询全体学生的姓名、学号、所在系。

SELECTSname，Sno，Sdept

FROMStudent；

2.查询全部列

v选出所有属性列：

⏹在SELECT关键字后面列出所有列名

⏹将<目标列表达式>指定为*

[例3]查询全体学生的详细记录。

SELECTSno，Sname，Ssex，Sage，Sdept

FROMStudent；

或

SELECT*

FROMStudent；

3.查询经过计算的值

vSELECT子句的<目标列表达式>可以为：

▪算术表达式

▪字符串常量

▪函数

▪列别名

[例4]查全体学生的姓名及其出生年份。

SELECTSname，2004-Sage/*假定当年的年份为2004年*/

FROMStudent；

输出结果：

Sname2004-Sage

李勇1984

刘晨1985

王敏1986

张立1985

[例5]查询全体学生的姓名、出生年份和所有系，要求用小写字母表示所有系名。

SELECTSname，‘YearofBirth:

'，2004-Sage，

ISLOWER（Sdept）

FROMStudent；

输出结果：

Sname'YearofBirth:

'2004-SageISLOWER（Sdept）

李勇YearofBirth:

1984cs

刘晨YearofBirth:

1985is

王敏YearofBirth:

1986ma

张立YearofBirth:

1985is

3.4.1单表查询

v查询仅涉及一个表：

⏹一、选择表中的若干列

⏹二、选择表中的若干元组

⏹三、ORDERBY子句

⏹四、聚集函数

二、选择表中的若干元组

v1.消除取值重复的行

如果没有指定DISTINCT关键词，则缺省为ALL。

[例6]查询选修了课程的学生学号。

SELECTSnoFROMSC；

等价于：

SELECTALLSnoFROMSC；

执行上面的SELECT语句后，结果为：

Sno

200215121

200215122

消除取值重复的行（续）

v指定DISTINCT关键词，去掉表中重复的行。

SELECTDISTINCTSno

FROMSC；

执行结果：

Sno

200215121

200215122

2.查询满足条件的元组

表3.4常用的查询条件

查询条件

谓词

比较

=，>，<，>=，<=，!

=，<>，!

>，!

<；NOT+上述比较运算符

确定范围

BETWEENAND，NOTBETWEENAND

确定集合

IN，NOTIN

字符匹配

LIKE，NOTLIKE

空值

ISNULL，ISNOTNULL

多重条件（逻辑运算）

AND，OR，NOT

（1）比较大小

【例7】查询计算机科学系全体学生的名单。

SELECTSname

FROMStudent

WHERESdept=‘CS’；

【例8】查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄。

SELECTSname，Sage

FROMStudent

WHERESage<20；

【例9】查询考试成绩有不及格的学生的学号。

SELECTDISTINCTSno

FROMSC

WHEREGrade<60；

（2）确定范围

v谓词:

BETWEEN…AND…

NOTBETWEEN…AND…

【例10】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。

SELECTSname，Sdept，Sage

FROMStudent

WHERESageBETWEEN20AND23；

【例11】查询年龄不在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄。

SELECTSname，Sdept，Sage

FROMStudent

WHERESageNOTBETWEEN20AND23；

（3）确定集合

v谓词：

IN<值表>,NOTIN<值表>

[例12]查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别。

SELECTSname，Ssex

FROMStudent

WHERESdeptIN（'IS'，'MA'，'CS'）;

[例13]查询既不是信息系、数学系，也不是计算机科学系的学生的姓名和性别。

SELECTSname，Ssex

FROMStudent

WHERESdeptNOTIN（'IS'，'MA'，'CS'）;

（4）字符匹配

v谓词：

[NOT]LIKE‘<匹配串>’

v匹配串为固定字符串。

[例14]查询学号为200215121的学生的详细情况。

SELECT*

FROMStudent

WHERESnoLIKE‘200215121'；

等价于：

SELECT*

FROMStudent

WHERESno='200215121'；

2）匹配串为含通配符的字符串。

[例15]查询所有姓刘学生的姓名、学号和性别。

SELECTSname，Sno，Ssex

FROMStudent

WHERESnameLIKE‘刘%’；

[例16]查询姓"欧阳"且全名为三个汉字的学生的姓名。

SELECTSname

FROMStudent

WHERESnameLIKE'欧阳_'；

[例17]查询名字中第2个字为"阳"字的学生的姓名和学号。

SELECTSname，Sno

FROMStudent

WHERESnameLIKE‘_阳%’；

[例18]查询所有不姓刘的学生姓名。

SELECTSname，Sno，Ssex

FROMStudent

WHERESnameNOTLIKE'刘%'；

（5）涉及空值的查询

⏹谓词：

ISNULL或ISNOTNULL

⏹“IS”不能用“=”代替

[例19]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。

SELECTSno，Cno

FROMSC

WHEREGradeISNULL

[例20]查所有有成绩的学生学号和课程号。

SELECTSno，Cno

FROMSC

WHEREGradeISNOTNULL；

（6）多重条件查询

v逻辑运算符：

AND和OR来联结多个查询条件

•AND的优先级高于OR

•可以用括号改变优先级

v可用来实现多种其他谓词

•[NOT]IN

•[NOT]BETWEEN…AND…

[例21]查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名。

SELECTSname

FROMStudent

WHERESdept='CS'ANDSage<20；

v改写[例12]

[例12]查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别。

SELECTSname，Ssex

FROMStudent

WHERESdeptIN（'IS'，'MA'，'CS'）

可改写为：

SELECTSname，Ssex

FROMStudent

WHERESdept='IS'ORSdept='MA'ORSdept='CS'；

3.4.1单表查询

v查询仅涉及一个表：

⏹一、选择表中的若干列

⏹二、选择表中的若干元组

⏹三、ORDERBY子句

⏹四、聚集函数

三、ORDERBY子句

vORDERBY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

v当排序列含空值时

⏹ASC：

排序列为空值的元组最后显示

⏹DESC：

排序列为空值的元组最先显示

[例22]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。

SELECTSno，Grade

FROMSC

WHERECno='3'

ORDERBYGradeDESC；

[例23]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*

FROMStudent

ORDERBYSdept，SageDESC；

3.4.1单表查询

v查询仅涉及一个表：

⏹一、选择表中的若干列

⏹二、选择表中的若干元组

⏹三、ORDERBY子句

⏹四、聚集函数

四、聚集函数

v聚集函数：

▪计数

COUNT（[DISTINCT|ALL]*）

COUNT（[DISTINCT|ALL]<列名>）

▪计算总和

SUM（[DISTINCT|ALL]<列名>）

▪计算平均值

AVG（[DISTINCT|ALL]<列名>）

▪最大最小值

MAX（[DISTINCT|ALL]<列名>）

MIN（[DISTINCT|ALL]<列名>）

[例24]查询学生总人数。

SELECTCOUNT（*）

FROMStudent；

[例25]查询选修了课程的学生人数。

SELECTCOUNT（DISTINCTSno）

FROMSC；

[例26]计算1号课程的学生平均成绩。

SELECTAVG（Grade）

FROMSC

WHERECno='1'；

[例27]查询选修1号课程的学生最高分数。

SELECTMAX（Grade）

FROMSC

WHERCno=‘1’；

3.4.2连接查询

v连接查询：

同时涉及多个表的查询。

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