第3章 关系数据库标准语言SQL.ppt

1,华北电力大学计算机系,数据库系统概论 An Introduction to Database System第三章 关系数据库标准语言SQL,2,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,3,3.1 SQL概述,SQL（Structured Query Language）结构化查询语言，是关系数据库的标准语言 SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言,4,SQL概述（续）,3.1.1 SQL的特点 3.1.2 SQL的基本概念,5,3.1.2 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：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。 数据操作符统一,6,2.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。,7,3.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,8,4.以同一种语法结构提供多种使用方式,SQL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,9,5.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。,10,3.1 SQL概述,3.1.1 SQL的特点 3.1.2 SQL的基本概念,11,SQL的基本概念（续）,SQL支持关系数据库三级模式结构,12,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)基本表对应一个或多个存储文件 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,13,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,14,3.2 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),15,Student表,16,Course表,17,SC表,18,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,19,3.3 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,20,3.3 数据定义,3.3.1 基本表的定义、删除与修改 3.3.2 索引的建立与删除,21,3.3.1 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，则必须定义在表级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。,22,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,23,课程表Course,[例6] 建立一个“课程”表CourseCREATE TABLE Course( Cno CHAR(4) PRIMARY KEY，Cname CHAR(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,24,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*/);,25,二、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,26,二、数据类型,27,三、模式与表,每一个基本表都属于某一个模式 一个模式包含多个基本表 定义基本表所属模式 方法一：在表名中明显地给出模式名 Create table “S-T”.Student（）; /*模式名为 S-T*/ Create table “S-T”.Cource（）; Create table “S-T”.SC（）; 方法二：在创建模式语句中同时创建表 方法三：设置所属的模式,28,四、修改基本表,ALTER TABLE [ ADD [ 完整性约束 ] ] [ DROP ] [ ALTER COLUMN ]；,29,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_entrance 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);,30,五、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，相关的依赖对象一起删除,31,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,32,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_Student SELECT * FROM IS_Student; --ERROR: relation “ IS_Student “ does not exist,33,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,34,3.3 数据定义,3.3.1 模式的定义与删除 3.3.2 基本表的定义、删除与修改 3.3.3 索引的建立与删除,35,3.3.3 索引的建立与删除,建立索引的目的：加快查询速度 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上的索引PRIMARY KEYUNIQUE 谁 维护索引DBMS自动完成 使用索引DBMS自动选择是否使用索引以及使用哪些索引,36,索 引,RDBMS中索引一般采用B+树、HASH索引来实现 B+树索引具有动态平衡的优点 HASH索引具有查找速度快的特点 采用B+树，还是HASH索引 则由具体的RDBMS来决定 索引是关系数据库的内部实现技术，属于内模式的范畴 CREATE INDEX语句定义索引时，可以定义索引是唯一索引、非唯一索引或聚簇索引,37,一、建立索引,语句格式 CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX ON ([][,[] ]…)；,38,建立索引（续）,[例13] CREATE CLUSTER INDEX Stusname ON Student(Sname)； 在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引 在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率 一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引 经常更新的列不宜建立聚簇索引,39,建立索引（续）,[例14]为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建 立索引。CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno)； CREATE UNIQUE INDEX Coucno ON Course(Cno)； CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC，Cno DESC)；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,40,二、删除索引,DROP INDEX ； 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15] 删除Student表的Stusname索引DROP INDEX Stusname；,41,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,42,数据查询,语句格式SELECT [ALL|DISTINCT] [，] … FROM [， ] … [ WHERE ] [ GROUP BY [ HAVING ] ] [ ORDER BY [ ASC|DESC ] ]；,43,3.4 数据查询,3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式,44,3.4.1 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,45,一、 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 Sname，Sno，SdeptFROM Student；,46,2. 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；,47,3. 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,48,[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王敏 1986张立 1985,查询经过计算的值（续）,,49,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,,50,查询经过计算的值（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,51,3.4.1 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,52,二、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,,53,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 SnoFROM SC； 执行结果：Sno200215121200215122,,54,2.查询满足条件的元组,,,,表3.4 常用的查询条件,55,(1) 比较大小,［例7］ 查询计算机科学系全体学生的名单。SELECT SnameFROM StudentWHERE 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 SnoFROM SCWHERE Grade60；,56,（2）确定范围,谓词: BETWEEN … AND …NOT BETWEEN … 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SELECT Sname，Sdept，Sage FROM Student WHERE Sage BETWEEN 20 AND 23； [例11] 查询年龄不在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄SELECT Sname，Sdept，SageFROM StudentWHERE Sage NOT BETWEEN 20 AND 23；,57,(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，Ssex FROM StudentWHERE Sdept NOT IN ( IS ， MA ， CS );,58,(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 ；,59,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，SsexFROM StudentWHERE Sname LIKE ‘刘%’；[例16] 查询姓“欧阳“且全名为三个汉字的学生的姓名。SELECT SnameFROM StudentWHERE Sname LIKE 欧阳__ ；,60,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，SnoFROM StudentWHERE Sname LIKE ‘__阳%’；[例18] 查询所有不姓刘的学生姓名。SELECT Sname，Sno，SsexFROM StudentWHERE Sname NOT LIKE 刘% ；,61,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 Cno，CcreditFROM CourseWHERE 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 CourseWHERE Cname LIKE DB\_%i_ _ ESCAPE \ ‘；ESCAPE ＼ 表示“ ＼” 为换码字符,62,(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，CnoFROM SCWHERE Grade IS NULL [例22] 查所有有成绩的学生学号和课程号。SELECT Sno，CnoFROM SCWHERE Grade IS NOT NULL；,63,(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 …,64,多重条件查询（续）,[例23] 查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名。SELECT SnameFROM StudentWHERE Sdept= CS AND Sage20；,65,多重条件查询（续）,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。 SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept IN ( IS ， MA ， CS ) 可改写为： SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept= IS OR Sdept= MA OR Sdept= CS ；,66,3.4.1 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,67,三、ORDER BY子句,ORDER BY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 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,68,ORDER BY子句 （续）,[例24] 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。SELECT Sno，GradeFROM SCWHERE Cno= 3 ORDER BY Grade DESC； ［例25］ 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 *FROM StudentORDER BY Sdept，Sage DESC；,69,3.4.1 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,70,四、聚集函数,聚集函数： 计数 COUNT（[DISTINCT|ALL] *） COUNT（[DISTINCT|ALL] ） 计算总和 SUM（[DISTINCT|ALL] ） 计算平均值 AVG（[DISTINCT|ALL] ） 最大最小值MAX（[DISTINCT|ALL] ）MIN（[DISTINCT|ALL] ）,71,聚集函数 （续）,[例26] 查询学生总人数。SELECT COUNT(*)FROM Student； [例27] 查询选修了课程的学生人数。SELECT COUNT(DISTINCT Sno)FROM SC；[例28] 计算1号课程的学生平均成绩。SELECT AVG(Grade)FROM SCWHERE Cno= 1 ；,72,聚集函数 （续）,[例29] 查询选修1号课程的学生最高分数。SELECT MAX(Grade)FROM SCWHER Cno= ‘ 1 ’；［例30］查询学生200215012选修课程的总学分数。SELECT SUM(Ccredit)FROM SC， CourseWHER Sno= 200215012 AND SC.Cno=Course.Cno;,73,3.4.1 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,74,五、GROUP BY子句,GROUP BY子句分组：细化聚集函数的作用对象未对查询结果分组，聚集函数将作用于整个查询结果对查询结果分组后，聚集函数将分别作用于每个组 作用对象是查询的中间结果表 按指定的一列或多列值分组，值相等的为一组,75,GROUP BY子句（续）,[例31] 求各个课程号及相应的选课人数。SELECT Cno，COUNT(Sno)FROM SCGROUP BY Cno； 查询结果：Cno COUNT(Sno)1 222 343 444 335 48,76,GROUP BY子句（续）,[例32] 查询选修了3门以上课程的学生学号。SELECT SnoFROM SCGROUP BY SnoHAVING COUNT(*) 3；,77,GROUP BY子句（续）,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。,