《数据库系统概念》9-附加关系运算

Posted 2020-10-16 zhixin9001

?除了基本的关系操作，还有一些附加（Additional）的操作，因为如果只用基本运算，有些表达式会比较繁琐，而附加操作是对某些基本表达的简化。

a)交集(Set-Intersection Operation)
交集运算符为∩，用于找出几个集合共有的数据，比如在2009秋季和2010春季都开课的课程
(semester = “Fall” ∧ year=2009 (section)
∩
(semester = “Spring” ∧ year=2010 (section))
交集的等价表达式为：r ∩ s = r - (r - s)

b)Natural-Join Operation
在笛卡儿积的基础上，选择共有字段相等的元祖，并去除了重复的元祖。返回结果集中字段的显示顺序为：共有字段->左侧关系的字段->右侧关系的字段
查询所有教师的名称及其授课信息的ID表达式为：
Πname, course_id (instructor?teaches)
连接的等价表达式为：
r?s = R ∪ S (r.A1 = s.A1 ∧r.A2 = s.A2 ∧ ... ∧r.An = s.An (R × S))
如果R和S没有值相同的属性，则r?s = r × s.
如果要查询所有物理系教师名称及授课课程的名称则为：
Πname,title (dept_name = “Comp. Sci.” (instructor?teaches?course))
不管是(instructor?teaches)?course还是instructor?(teaches?course)，运算结果不受连接的顺序的影响

c)赋值运算Assignment Operation
符号为←，与其他程序语言的赋值运算一样，←可以将一段表达式的值赋值给某个临时变量，避免嵌套太多难以理解。比如r?s的等价表达式也可以写为：
temp1←R × S
temps←σr.A1 = s.A1 ∧r.A2 = s.A2 ∧ ... ∧r.An = s.An (temp1)
result=ΠR ∪ S(temp2)
←可以将复杂的逻辑简化为过程式的代码，而且←必须赋值给临时变量。

d)外连接Outer join
外连接是连接运算的扩展，可以用来处理缺失的信息，既自然连接中丢失的未匹配行；其中left outer join ?、right outer join ?、full outer join ? 分别保留左侧、右侧、全部的未匹配行。
left outer join 的等价表达式为：
(r?s) ∪(r-ΠR(r?s))×{(null,...null)}
其中{(null,...null)}的模式是S-R后的schema

e)扩展运算
广义投影(Generalized Projection)
广义投影允许在投影运算的同时进行算术、字符串处理的操作，比如：
Πid,name,salary*13(instructor)

聚集(aggregation)
聚集包括min、max、average、count等操作，聚集运算的输入为值的集合，输出为单一的值。教师的平均薪水可以表示为：
Gsum(salary)(instructor)。正确的G应该是calligraphic字体。
统计2010年春季的授课教师数量时，需要去重：
Gcount-distinct(ID)(σsemester=”spring”∧year=2010(teaches))
统计各部门的薪水平均值时，需要按部门分组，写为：
dept_name G averge(salary)(instructor)


学习资料：Database System Concepts, by Abraham Silberschatz, Henry F.Korth, S.Sudarshan