关系数据库标准语言SQL.PPT

1、第四章 关系数据库标准语言SQL,1 SQL概述2 学生-课程数据库3 数据定义4 数据查询5 数据更新6 视图7 小结,SQL概述（续）,1.1 SQL 的产生与发展1.2 SQL的特点1.3 SQL的基本概念,SQL标准的进展过程,标准 大致页数 发布日期SQL/86 1986.10SQL/89(FIPS 127-1) 120页 1989年SQL/92 622页 1992年SQL99 1700页 1999年SQL2003 2003年,1.2 SQL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：

2、 定义关系模式，插入数据，建立数据库； 对数据库中的数据进行查询和更新； 数据库重构和维护 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SQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。 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SQL采用集合操作方式 操作对象、查找结果可以是元组的集合 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,SQ

3、L是独立的语言 能够独立地用于联机交互的使用方式SQL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,SQL功能极强，完成核心功能只用了9个动词。,1.3 SQL的基本概念,SQL支持关系数据库三级模式结构,SQL的基本概念（续）,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

4、,2 学生-课程 数据库,学生-课程模式 S-T : 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,Course表,SC表,3 数据定义,SQL的数据定义功能: 模式定义、表定义、视图和索引的定义,3 数据定义,1 模式的定义与删除(略)2 基本表的定义、删除与修改3 索引的建立与删除,2 基本表的定义、删除与修改,一、定义基本表CREATE TABLE （ ， ， ）； 如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列，则必须定义在表

5、级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。,学生表Student,例5 建立“学生”表Student，学号是主码，姓名取值唯一。 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY， /* 列级完整性约束条件*/ Sname CHAR(20) UNIQUE， /* Sname取唯一值*/ Ssex CHAR(2)， Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20) )；,主码,课程表Course,例6 建立一个“课程”表Course CREATE TABLE Course ( Cno CHAR(4) PRIMARY KEY， Cname CH

6、AR(40)， Cpno CHAR(4) ， Ccredit SMALLINT， FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course(Cno) );,先修课,Cpno是外码 被参照表是Course被参照列是Cno,学生选课表SC,例7 建立一个“学生选课”表SCCREATE TABLE SC (Sno CHAR(9)， Cno CHAR(4)， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno)， /* 主码由两个属性构成，必须作为表级完整性进行定义*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)， /* 表

7、级完整性约束条件，Sno是外码，被参照表是Student */ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(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,SQL中域的概念用数据类型来实现定义表的属性时 需要指明其数据类型及长度 选用哪种数据类型 取值范围 要做哪些运算,二、数据类型,四、修改基本表,ALTER TABLE ADD 完整性约束 DROP ALTER COLUMN ；,修改基本表（续）,例8向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。 ALTER TABLE Student ADD S_e

8、ntrance DATE；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9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。 ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT；例10增加课程名称必须取唯一值的约束条件。 ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);,五、删除基本表,DROP TABLE RESTRICT| CASCADE；RESTRICT：删除表是有限制的。欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用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。在删除基本表的同时，相关的

9、依赖对象一起删除,删除基本表(续),例11 删除Student表 DROP TABLE Student CASCADE ;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,删除基本表（续）,例12若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除 CREATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno，Sname，Sage FROM Student WHERE Sdept=IS； DROP TABLE Student RESTRICT; -ERROR: cannot drop table Student because other objects dep

10、end on it,删除基本表（续）,例12如果选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除 DROP TABLE Student CASCADE; -NOTICE: drop cascades to view IS_StudentSELECT * FROM IS_Student;-ERROR: relation IS_Student does not exist,删除基本表（续）,DROP TABLE时，SQL99 与 3个RDBMS的处理策略比较,R表示RESTRICT , C表示CASCADE 表示不能删除基本表，表示能删除基本表，保留表示删除基本表后，还保留依赖对象,4数据查询,语

11、句格式 SELECT ALL|DISTINCT ， FROM ， WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY ASC|DESC ；,4 数据查询,4.1 单表查询4.2 连接查询4.3 嵌套查询4.4 集合查询4.5 Select语句的一般形式,4.1 单表查询,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、 ORDER BY子句四、 聚集函数五、 GROUP BY子句,一、 选择表中的若干列,查询指定列例1 查询全体学生的学号与姓名。SELECT Sno，SnameFROM Student；例2 查询全体学生的姓名、学号、所在系。SELECT Snam

12、e，Sno，SdeptFROM Student；,2. 查询全部列,选出所有属性列：在SELECT关键字后面列出所有列名 将指定为 *例3 查询全体学生的详细记录。SELECT Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept FROM Student； 或SELECT *FROM Student；,查询经过计算的值,SELECT子句的可以为：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。SELECT Sname，2004-Sage /*假定当年的年份为2004年*/FROM Student；输出结果： Sname 2004-Sage 李勇 1984 刘晨 1985 王

13、敏 1986 张立 1985,查询经过计算的值（续）,查询经过计算的值（续）,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SELECT Sname，Year of Birth: ，2004-Sage， ISLOWER(Sdept)FROM Student；输出结果： Sname Year of Birth: 2004-Sage ISLOWER(Sdept) 李勇 Year of Birth: 1984 cs 刘晨 Year of Birth: 1985 is 王敏 Year of Birth: 1986 ma 张立 Year of Birth: 1985 is,查询经

14、过计算的值（续）,使用列别名改变查询结果的列标题: SELECT Sname NAME，Year of Birth: BIRTH， 2000-Sage BIRTHDAY，LOWER(Sdept) DEPARTMENTFROM Student；输出结果： NAME BIRTH BIRTHDAY DEPARTMENT - - - - 李勇 Year of Birth: 1984 cs 刘晨 Year of Birth: 1985 is 王敏 Year of Birth: 1986 ma 张立 Year of Birth: 1985 is,二、选择表中的若干元组,1. 消除取值重复的行 如果没有指定

15、DISTINCT关键词，则缺省为ALL 例6 查询选修了课程的学生学号。 SELECT Sno FROM SC；等价于：SELECT ALL Sno FROM SC；执行上面的SELECT语句后，结果为： Sno200215121200215121200215121200215122200215122,消除取值重复的行（续）,指定DISTINCT关键词，去掉表中重复的行 SELECT DISTINCT Sno FROM SC； 执行结果： Sno200215121200215122,2.查询满足条件的元组,表4 常用的查询条件,(1) 比较大小,例7 查询计算机科学系全体学生的名单。 SELE

16、CT Sname FROM Student WHERE Sdept=CS； 例8 查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄。 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage 20；例9 查询考试成绩有不及格的学生的学号。 SELECT DISTINCT Sno FROM SC WHERE Grade60；,（2）确定范围,谓词: BETWEEN AND NOT BETWEEN AND 例10 查询年龄在2023岁（包括20岁和23岁）之间的学生的 姓名、系别和年龄 SELECT Sname，Sdept，SageFROM StudentWHERE Sage

17、BETWEEN 20 AND 23； 例11 查询年龄不在2023岁之间的学生姓名、系别和年龄 SELECT Sname，Sdept，Sage FROM Student WHERE Sage NOT BETWEEN 20 AND 23；,(3) 确定集合,谓词：IN , NOT IN 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。SELECT Sname，SsexFROM StudentWHERE Sdept IN ( 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。SELECT Sname，SsexFROM Stu

18、dent WHERE Sdept NOT IN ( IS，MA，CS );,(4)字符匹配,谓词： NOT LIKE ESCAPE 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 * FROM Student WHERE Sno LIKE 200215121；等价于： SELECT * FROM Student WHERE Sno = 200215121 ；,字符匹配（续）,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。 SELECT Sname，Sno，Ssex FROM Student WHERE Sname LIKE 刘

19、%；例16 查询姓欧阳且全名为三个汉字的学生的姓名。 SELECT Sname FROM Student WHERE Sname LIKE 欧阳_；,字符匹配（续）,例17 查询名字中第2个字为阳字的学生的姓名和学号。 SELECT Sname，Sno FROM Student WHERE Sname LIKE _阳%；例18 查询所有不姓刘的学生姓名。 SELECT Sname，Sno，Ssex FROM Student WHERE Sname NOT LIKE 刘%；,字符匹配（续）,3) 使用换码字符将通配符转义为普通字符 例19 查询DB_Design课程的课程号和学分。 SELECT

20、 Cno，Ccredit FROM Course WHERE Cname LIKE DB_Design ESCAPE ；例20 查询以DB_开头，且倒数第3个字符为 i的课程的详细情况。 SELECT * FROM Course WHERE Cname LIKE DB_%i_ _ ESCAPE ； ESCAPE 表示“ ” 为换码字符,(5) 涉及空值的查询,谓词： IS NULL 或 IS NOT NULL “IS” 不能用 “=” 代替 例21 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。 SELECT Sno，Cno FROM

21、 SC WHERE Grade IS NULL例22 查所有有成绩的学生学号和课程号。 SELECT Sno，Cno FROM SC WHERE Grade IS NOT NULL；,(6) 多重条件查询,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可用来实现多种其他谓词 NOT IN NOT BETWEEN AND 例23 查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名。 SELECT Sname FROM Student WHERE Sdept= CS AND Sage3； HAVING短语与WHERE子句的区别：作用对象不同WHERE子句作用于基表或

22、视图，从中选择满足条件的元组HAVING短语作用于组，从中选择满足条件的组。,例32 查询选修了3门以上课程的学生学号。,4.2 连接查询,连接查询：同时涉及多个表的查询连接条件或连接谓词：用来连接两个表的条件 一般格式：. . BETWEEN . AND .连接字段：连接谓词中的列名称连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不必是相同的,连接操作的执行过程,嵌套循环法(NESTED-LOOP)排序合并法(SORT-MERGE)索引连接(INDEX-JOIN),嵌套循环法(NESTED-LOOP),首先在表1中找到第一个元组，然后从头开始扫描表2，逐一查找满足连接件的元组，找到后就将表1

23、中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。表2全部查找完后，再找表1中第二个元组，然后再从头开始扫描表2，逐一查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第二个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。重复上述操作，直到表1中的全部元组都处理完毕,排序合并法(SORT-MERGE),常用于=连接，顺序查找，效率较高首先按连接属性对表1和表2排序对表1的第一个元组，从头开始扫描表2，顺序查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。当遇到表2中第一条大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再继续,排序合并法(续),找到表1的第二条元组，

24、然后从刚才的中断点处继续顺序扫描表2，查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。直接遇到表2中大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再继续重复上述操作，直到表1或表2中的全部元组都处理完毕为止,索引连接(INDEX-JOIN),索引查找，效率最高对表2按连接字段建立索引后续步骤类似排序查找,连接查询（续）,一、等值与非等值连接查询 二、自身连接三、外连接四、复合条件连接,一、等值与非等值连接查询,等值连接：连接运算符为=非等值连接：其他运算符，如例33 查询每个学生及其选修课程的情况 SELECT Student.*，SC.* FROM S

25、tudent，SCWHERE Student.Sno = SC.Sno；,等值与非等值连接查询（续）,查询结果：,等值与非等值连接查询（续）,自然连接：去掉重复字段例34 对例33用自然连接完成。 SELECT Student.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，Grade FROM Student，SC WHERE Student.Sno = SC.Sno；示例,二、自身连接,自身连接：一个表与其自己进行连接需要给表起别名以示区别由于所有属性名都是同名属性，因此必须使用别名前缀,查询结果：,例35查询每一门课的间接先修课（即先修课的先修课）,例35查询每一门课的间接先

26、修课（即先修课的先修课） SELECT FIRST.Cno，SECOND.Cpno FROM Course FIRST，Course SECOND WHERE FIRST.Cpno = SECOND.Cno；,三、外连接,外连接与普通连接的区别普通连接操作只输出满足连接条件的元组外连接操作以指定表为连接主体，将主体表中不满足连接条件的元组一并输出例 36 改写例33 SELECT Student.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，Grade FROM Student LEFT OUT JOIN SC ON (Student.Sno=SC.Sno)；,外连接（续）,执行

27、结果：,外连接（续）,左外连接列出左边关系（如本例Student）中所有的元组 右外连接列出右边关系中所有的元组,四、复合条件连接,复合条件连接：WHERE子句中含多个连接条件例37查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生SELECT Student.Sno, SnameFROM Student, SCWHERE Student.Sno = SC.Sno AND /* 连接谓词*/ SC.Cno= 2 AND SC.Grade 90； /* 其他限定条件 */,复合条件连接（续）,例38查询每个学生的学号、姓名、选修的课程名及成绩 SELECT Student.Sno，Sname，Cnam

28、e，Grade FROM Student，SC，Course /*多表连接*/ WHERE Student.Sno = SC.Sno and SC.Cno = Course.Cno；,4.3 嵌套查询,嵌套查询概述一个SELECT-FROM-WHERE语句称为一个查询块将一个查询块嵌套在另一个查询块的WHERE子句或HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询 SELECT Sname /*外层查询/父查询*/ FROM Student WHERE Sno IN （SELECT Sno /*内层查询/子查询*/ FROM SC WHERE Cno= 2 ）；,嵌套查询(续),子查询的限制不能使用

29、ORDER BY子句层层嵌套方式反映了 SQL语言的结构化有些嵌套查询可以用连接运算替代,嵌套查询求解方法,不相关子查询： 子查询的查询条件不依赖于父查询由里向外 逐层处理。即每个子查询在上一级查询处理之前求解，子查询的结果用于建立其父查询的查找条件。相关子查询：子查询的查询条件依赖于父查询首先取外层查询中表的第一个元组，根据它与内层查询相关的属性值处理内层查询，若WHERE子句返回值为真，则取此元组放入结果表然后再取外层表的下一个元组重复这一过程，直至外层表全部检查完为止,4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查

30、询 四、 带有EXISTS谓词的子查询,一、带有IN谓词的子查询,例39 查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。 此查询要求可以分步来完成 确定“刘晨”所在系名 SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 ； 结果为： IS,带有IN谓词的子查询（续）, 查找所有在IS系学习的学生。 SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept= IS ； 结果为：示例,带有IN谓词的子查询（续）,将第一步查询嵌入到第二步查询的条件中 SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sd

31、ept IN (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 )； 此查询为不相关子查询。,带有IN谓词的子查询（续）,用自身连接完成例39查询与“刘晨”在同一个系学习的学生 SELECT S1.Sno，S1.Sname，S1.Sdept FROM Student S1，Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND S2.Sname = 刘晨；,带有IN谓词的子查询（续）,例40查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名 SELECT Sno，Sname 最后在Student关系中 FROM Student 取出Sn

32、o和Sname WHERE Sno IN (SELECT Sno 然后在SC关系中找出选 FROM SC 修了3号课程的学生学号 WHERE Cno IN (SELECT Cno 首先在Course关系中找出 FROM Course “信息系统”的课程号，为3号 WHERE Cname= 信息系统 ) );,嵌套查询： 首先在Course关系中找出“信息系统”的课程号，为3号 然后在SC关系中找出选修了3号课程的学生学号 最后在Student关系中取出Sno和Sname,带有IN谓词的子查询（续）,用连接查询实现例40 SELECT Sno，Sname FROM Student，SC，Cour

33、se WHERE Student.Sno = SC.Sno AND SC.Cno = Course.Cno AND Course.Cname=信息系统；,4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询四、 带有EXISTS谓词的子查询,二、带有比较运算符的子查询,当能确切知道内层查询返回单值时，可用比较运算符（，=，）。与ANY或ALL谓词配合使用,带有比较运算符的子查询（续）,例：假设一个学生只可能在一个系学习，并且必须属于一个系，则在例39可以用 = 代替IN ： SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept = (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨)；,