数据库概念与实现

Posted 2021-03-13 qyx66

author:QYX

数据定义语言（DDL）：提供定义关系模式，删除关系，修改关系模式的命令

数据操纵语言（DML）：SQL DML提供从数据库中查询信息，插入元组，删除元组，修改元组的能力

完整性：DDL包括定义完整性约束的能力，保存在数据库的数据必须满足所定义的完整性约束。破坏完整性约束的更新是不允许存在的

视图：DDL包括定义视图的命令

事务控制：SQL包括定义事务开始和结束的命令

嵌入式SQL和动态SQL：嵌入式SQL和动态SQL定义SQL语句如何嵌入到通用编程语言中

授权：DDL包括定义对关系和视图访问权限的命令

DDL能定义每个关系的信息：

1 每个关系的模式

2 每个属性的取值类型

3 完整性约束

4 每个关系维护的索引集合

5 每个关系的安全性和权限信息

6 每个关系在磁盘上的物理存储结构

基本类型

SQL定义了多种固有的数据类型

char 固定长度的字符串

varchar  可变长度的字符串

int 整数类型

smallint 小整数类型

numeric(p,d) 定点数 这个数有p位数字(加上一个符号位)，其中d位数字在小数点右边

real,double precision 浮点数与双精度浮点数，精度与机器相关

float(n) 精度至少为n位的浮点数

空值：缺失的值，该值可能存在但并不为人知，或者根本可能不存在，我们应该避免空值的使用

char存放固定长度的字符串，例：属性A的类型是char(10),如果我们为该属性存入一个"AAA",那么该字符串会在后面追加7个空格来使其达到10个字符的长度

varchar相反，他不会追加

SQL也提供nvarchar类型来存放Unicode表示的多语言数据，很多数据库也允许varchar类型存放Unicode（采用UTF-8表示）

基本模式定义

create table 建表定义

primary key 主键，主码必须非空且唯一

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

not null 非空约束

unique 唯一约束

SQL禁止破坏完整性约束的任何数据库的更新

常用命令

delete from xxx

从表中删除数据

drop table xxx

删除表

alter table add A D alter table r drop A

更改表结构

A 为属性名，D为属性的域

SQL查询的基本结构

select from where 查询输入是在from子句中列出的关系

distinct 去除重复

select distinct dept_name from dept

all可以使用all来显式指定不去除重复(sql默认不去除重复)

select all dept_name from dept

where子句允许我们只选出那些在from子句的结果关系中满足特定谓词的元组

SQL允许在where子句中使用and or not,<=  >= >  <> 

多关系查询

例

select name,dept.dept_name.age

from dept,department

where dept.ID=department.ID

为何我没在name和age中加入前缀呢

因为name和age都是只出现在一个关系中，因此不需要区分

select子句 where子句 from子句的作用如下

select子句用于列出查询结果中所需要的属性

from 子句是一个查询求值中需要访问的关系列表

where子句是一个作用在from子句中关系的属性上的谓词

执行顺序 from where select

笛卡尔积连接

select name,course_id

from dept,course

这种笛卡尔积会包含来自from子句中所有关系的所有属性，两个表的所有元组都要进行组合，这种笛卡尔积没有任何意义

一般我们使用where子句来限制笛卡尔积所建立的集合

select name,course_id

from dept,course

where deot,ID=course.ID

通常来说，一个SQL查询的含义可以理解为

1 为from子句中列出的关系产生笛卡尔积

2 在1的结果上应用where子句中指定的谓词

3 对于2结果中的每个元组，输出select子句中指定的属性

上述只是让各位明白一个SQL查询的结果应该是什么样的，而不是这个结果是这样被执行的，在SQL的实际实现中不会执行这种形式的查询，它会通过（尽可能）只产生满足where字符谓词的笛卡尔积元素来进行优化执行

自然连接

自然连接运算作用于两个关系，并产生一个关系为结果

自然连接只考虑属性相同且取值相同的元组对

select name,.course_id

from dept,course

where dept.ID=course.ID

可以使用自然连接改变为

select name,.course_id

from dept natural join course using (ID)

在实际中如果去掉using那么将考虑dept,course中所有属性相同且取值相同的元组对

而using指定了只需要匹配那些属性的取值即可

附加运算

更名运算

select name as new_name from dept

或

select name,.course_id

from dept as D,course as C

where D.ID=C.ID

字符串运算

SQL使用一对单引号来标示字符串，如果单引号是字符串的一部分，那么就用两个单引号来标示，如字符串"it‘ s right"可表示为"it ‘‘ s right" (注意不是双引号是两个单引号)

SQL标准中，字符串严格区分大小写(比如oracle)，如oracle,‘my‘=‘MY‘的结果是假的(false),但在一些数据库中(mysql或者sqlserver)则对于大小写的区分没有这么严格

SQL允许多种字符串函数，如|| 串联，upper(s) 转换大写 lower(s) 转换小写

like 匹配字符串

% 匹配任意字符串

_ 匹配任意一个字符

select name,.age

from dept

where dept_name like ‘A%‘

匹配dept_name以A开头的名字和年龄

如果%或者_也要运用要匹配中，则可以使用escape关键字来定义转义字符

select name,.age

from dept

where dept_name like ‘A\%C%‘  escapes ‘‘  

匹配dept_name以A%C开头的名字和年龄，使用escape定义为转义字符

排列元组显示次序

order by asc(升序，默认) desc（降序）

select name

from dept

where dept_name=‘ADC‘

order by name desc

between 关键字

select name

from dept

where age between 20 and 30

等价于

select name

from dept

where age <=20 and age >= 30

类似可以使用not between

集合运算

并运算

union intersect except,并 交 差（三者都是自动去重）

(select name

from dept

where dept_name=‘AAA‘)

union

(select name

from dept

where dept_name=‘BBB‘)

输出结果就是保护AAA和BBB的信息，union自动去重，如果想要保留就是要union all

(select name

from dept

where dept_name=‘AAA‘)

union all

(select name

from dept

where dept_name=‘BBB‘)

交运算

比如我们要找出2009和2010年同时开设的所有课程

(select course_id

from course

where course_year=2009)

intersect

(select course_id

from course

where course_year=2010)

结果就是2009 2010年都开设的课程

intersect也是自动去重，如果要保留重复数据，可以使用intersect all

(select course_id

from course

where course_year=2009)

intersect all

(select course_id

from course

where course_year=2010)

差运算

找出2009开课但2010没开的课程

(select course_id

from course

where course_year=2009)

except

(select course_id

from course

where course_year=2010)

except也是自动去重，如果要保留重复数据，可以使用except all

(select course_id

from course

where course_year=2009)

except all

(select course_id

from course

where course_year=2010)

空值

涉及空值的任何比较运算的结果视为unknown

null的运算

and

true and unknown 结果是unknown false and unknown结果是false unknown and unknown结果是unknown

or 

true or unknown 结果是true false  or unknown结果是unknown  unknown  or unknown结果是unknown

not 

not unknowen结果为unknown

所以例如 1<null not(1<A)的结果都是unknown

判断是否为空值

is null 　　is not null

select distinct时两个元组的属性都是空或者非空且值相同例如（1,null）和(1,null)则两个元组是相同的

注意这里的区分和上述的谓词中对待空值的处理不同，在谓词中null=null是unknown，而不是true