SQL语言及TSQL的应用(上海电力学院).ppt

第三章SQL语言及T SQL的应用 2 内容概要 3 1关系数据库的标准语言SQL3 2数据定义3 3数据查询语言 重点 3 4数据操纵语言 重点 实例分析 Student Course SC 返回 3 3 3多表查询 连接查询 连接查询同时涉及多个表的查询称为连接查询 用来连接两个表的条件称为连接条件或连接谓词一般格式 比较运算符 BETWEEN AND 连接字段 连接谓词中的列名称为连接字段 连接条件中的各连接字段类型必须是可比的 但不必是相同的 DBMS执行连接操作的过程 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 SQL中连接查询的主要类型 广义笛卡尔积 等值连接 自然连接 非等值连接查询 自身连接查询 外连接查询 复合条件连接查询 一 广义笛卡尔积 不带连接谓词的连接很少使用例1 SELECTStudent SC FROMStudent SCT SQL 格式一 SELECT列名列表FROM表名1CROSSJOIN表名2例 select fromstudentcrossjoinsc或selectstudent sc FROMSTUDENTcrossjoinsc格式二 SELECT列名列表FROM表名1 表名2 返回 二 等值与非等值连接查询 分类 等值连接 自然连接 非等值连接 等值连接 若子句中引用表1和表2中同名属性时 都必须加表名前缀 引用唯一属性名时可以加也可以省略表名前缀 例2 查询每个学生及其选修课程的情况 SELECTStudent SC FROMStudent SCWHEREStudent Sno SC Sno 结果表 返回 T SQL中等值连接操作的格式 SELECT列名列表FROM表名1 表名2WHERE表名1 列名 表名2 列名或SELECT列名列表FROM表名1 INNER JOIN表名2ON表名1 列名 表名2 列名如 selectstudent sc fromstudentinnerjoinsconstudent sno sc sno 自然连接 删去重复的属性列 例3 对 例2 用自然连接完成 SELECTStudent Sno Sname Ssex birthday Sdept Cno GradeFROMStudent SCWHEREStudent Sno SC Sno 返回 非等值连接 比较运算符 略 三 自身连接 一个表与其自己进行连接 称为表的自身连接 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 例4 查询每一门课的间接先行课 即先行课的先行课 SELECTFIR Cno SEC CpnoFROMCourseFIR CourseSECWHEREFIR Cpno SEC Cno T SQL中方法一同上 方法二 SELECTFIR Cno SEC CpnoFROMCourseasFIR CourseasSECWHEREFIR Cpno SEC Cno 返回 FIR表 Course表 SEC表 Course表 查询结果 四 外连接 OuterJoin 在表名后面加外连接操作符 或 指定非主体表 非主体表有一 万能 的虚行 该行全部由空值组成 虚行可以和主体表中所有不满足连接条件的元组进行连接 由于虚行各列全部是空值 因此与虚行连接的结果中 来自非主体表的属性值全部是空值 外连接符 出现在连接条件的右边 称其为左外连接 若在左边 则称其为右外连接 两边均有则为全外连接 标准是如此 例5 查询每个学生及其选修课程的情况包括没有选修课程的学生的学号 姓名 性别 出生年月 所在系课号及成绩 SELECTStudent Sno Sname Ssex birthday Sdept Cno GradeFROMStudent SCWHEREStudent Sno SC Sno T SQL中的左外连接操作 SELECT 属性列组 FROM表名1ASALEFT OUTER JOIN表名2ASBONA 列名 B 列名SELECTStudent Sno Sname Ssex birthday Sdept Cno GradeFROMStudentleftjoinsconStudent Sno SC Sno 返回 运行结果 T SQL中的右外连接操作 SELECT 属性列组 FROM表名1ASARIGHT OUTER JOIN表名2ASBONA 列名 B 列名例 查询所有课程的选修情况 含未选修过的 给出学号 课号 课程名信息 selectsno o o o等价于 o ame o o 返回 运行结果 T SQL中的全外连接操作 SELECT 属性列名 FROM表名1ASAFULL OUTER JOIN表名2ASBONA 列名 B 列名例 查询学生选课情况与课程被选情况 给出学号 课程号 课程名信息 selectstudent sno o amefromstudentfulljoinsconstudent sno o o 返回 运行结果 三个表的联接操作 方法一 o cname student sno sname o ojoinstudentonstudent sno sc sno方法二 So cname student sno sname gradeFromcourse sc studentWherestudent sno o o 返回 运行结果 五 复合条件连接 WHERE子句中含多个连接条件时 称为复合条件连接 例6 查询选修 002 号课程且成绩在70分以上的所有学生的学号 姓名 SELECTStudent Sno student SnameFROMStudent SCWHEREStudent Sno SC SnoAND 连接谓词 SC Cno 002 AND 其他限定条件 SC Grade 70 返回 运行结果 Student SC 例7 查询每个学生的学号 姓名 选修的课程名及成绩 SELECTStudent Sno Sname Cname GradeFROMStudent SC CourseWHEREStudent Sno SC SnoandSC Cno Course Cno 如结果 3 3 4嵌套查询 1 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 SELECTSname外层查询 父查询FROMStudentWHERESnoIN SELECTSno内层查询 子查询FROMSCWHERECno 002 子查询的限制不能使用ORDERBY子句 其只能对最终结果排序 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 2 嵌套查询分类 不相关子查询 子查询的查询条件不依赖于父查询 相关子查询 子查询的查询条件依赖于父查询 3 嵌套查询求解方法不相关子查询 是由里向外逐层处理 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 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 若父层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 引出子查询的谓词 带有IN谓词的子查询 带有比较运算符的子查询 带有ANY或ALL谓词的子查询 带有EXISTS谓词的子查询 一 带有IN谓词的子查询 例8 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SELECTSdeptFROMStudentWHERESname 刘晨 结果为 查找所有在IS系学习的学生的学号 姓名 系 SELECTSno Sname SdeptFROMStudentWHERESdept IS 结果为 SnoSnameSdept95001刘晨IS95004张立IS 将第一步查询嵌入到第二步查询的条件中SELECTSno Sname SdeptFROMStudentWHERESdeptIN SELECTSdeptFROMStudentWHERESname 刘晨 注 此查询为不相关子查询 DBMS求解该查询时也是分步去做的 用自身连接完成本查询要求SELECTS1 Sno S1 Sname S1 SdeptFROMStudentS1 StudentS2WHERES1 Sdept S2 SdeptANDS2 Sname 刘晨 结果为 例9 查询选修了课程名为 信息系统 的学生学号和姓名 用子查询实现 SELECTSno Sname 最后在Student关系中FROMStudent取出Sno和SnameWHERESnoIN SELECTSno 然后在SC关系中找出选FROMSC修了3号课程的学生学号WHERECnoIN SELECTCno 首先在Course关系中找出 信FROMCourse息系统 的课程号 结果为3号WHERECname 信息系统 方法二 用连接查询SELECTSno SnameFROMStudent SC CourseWHEREStudent Sno SC SnoANDSC Cno Course CnoANDCourse Cname 信息系统 例10 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8 可以用 代替IN SELECTSno Sname SdeptFROMStudentWHERESdept SELECTSdeptFROMStudentWHERESname 刘晨 子查询一定要跟在比较符之后错误的例子 SELECTSno Sname SdeptFROMStudentWHERE SELECTSdeptFROMStudentWHERESname 刘晨 Sdept 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 ANY表示子查询结果中的某个值 而ALL表示子查询结果中的所有值 带有ANY或ALL谓词的比较运算符的含义 需要配合使用比较运算符 ANY大于子查询结果中的某个值 ALL大于子查询结果中的所有值 ANY大于等于子查询结果中的某个值 ALL大于等于子查询结果中的所有值 ANY不等于子查询结果中的某个值 或 ALL不等于子查询结果中的任何一个值 例11 查询其他系中比计算机系某一学生年龄小的学生姓名 性别和年龄 SELECTSname Ssex year getdate year birthday SageFROMStudentWHEREbirthday ANY SELECTbirthdayFROMStudentWHERESdept 计算机系 ANDSdept 计算机系 注意这是父查询块中的条件 运行结果 Student ANY和ALL谓词有时可以用集函数实现ANY与ALL与集函数的对应关系 注 用集函数实现子查询通常比直接用ANY或ALL查询效率要高 因为前者通常能够减少比较次数 例11 用集函数实现 例11 SELECTSname Ssex year getdate year birthday SageFROMStudentWHEREbirthday SELECTmax birthday FROMStudentWHERESdept 计算机系 ANDSdept 计算机系 例12 查询其他系中比信息系所有学生年龄都小的学生姓名及年龄 方法一 用ALL谓词SELECTSname year getdate year birthday SageFROMStudentWHEREbirthday ALL SELECTbirthdayFROMStudentWHERESdept 计算机系 ANDSdept 计算机系 查询结果为空表 方法二 用集函数SELECTSname year getdate year birthday SageFROMStudentWHEREbirthday SELECTmax birthday FROMStudentWHERESdept 计算机系 ANDSdept 计算机系 三 带有EXISTS谓词的子查询 1 EXISTS谓词2 NOTEXISTS谓词3 不同形式的查询间的替换4 相关子查询的效率5 用EXISTS NOTEXISTS实现全称量词6 用EXISTS NOTEXISTS实现逻辑蕴函 1 EXISTS谓词 存在量词 带有EXISTS谓词的子查询不返回任何数据 只产生逻辑真值 true 或逻辑假值 false 若内层查询结果非空 则返回真值若内层查询结果为空 则返回假值 由EXISTS引出的子查询 其目标列表达式通常都用 因为带EXISTS的子查询只返回真值或假值 给出列名无实际意义 2 NOTEXISTS谓词 例13 查询所有选修了1号课程的学生姓名 用嵌套查询SELECTSnameFROMStudentWHEREEXISTS SELECT FROMSC 相关子查询 WHERESno Student SnoANDCno 1 求解过程分析 方法二 用连接运算SELECTSnameFROMStudent SCWHEREStudent Sno SC SnoANDSC Cno 1 例14 查询没有选修1号课程的学生姓名 SELECTSnameFROMStudentWHERENOTEXISTS SELECT FROMSCWHERESno Student SnoANDCno 1 注 此例用连接运算难于实现 3 不同形式的查询之间的替换一些带EXISTS或NOTEXISTS谓词的子查询不能被其他形式的子查询等价替换 所有带IN谓词 比较运算符 ANY和ALL谓词的子查询都能用带EXISTS谓词的子查询等价替换 例15 对 例8 查询与 刘晨 在同一个系学习的学生 可以用带EXISTS谓词的子查询替换 SELECTSno Sname SdeptFROMStudentS1WHEREEXISTS SELECT FROMStudentS2WHERES2 Sdept S1 SdeptANDS2 Sname 刘晨 4 用EXISTS NOTEXISTS实现全称量词 难点 SQL语言中没有全称量词 Forall 可以把带有全称量词的谓词转换为等价的带有存在量词的谓词 x P x P 含义 没有x是不在P中的 例16 查询选修了全部课程的学生姓名 课程 选修 课程 选修 SELECTSnameFROMStudentWHERENOTEXISTS SELECT 没有一门课程是该生未选修的 FROMCourseWHERENOTEXISTS SELECT FROMSC 该生没有选修这门课 WHERESno Student SnoANDCno Course Cno 5 用EXISTS NOTEXISTS实现逻辑蕴函 难点 SQL语言中没有蕴函 Implication 逻辑运算可以利用谓词演算将逻辑蕴函谓词等价转换为 p q p q p q为谓词 例17 查询至少选修了学生95002选修的全部课程的学生号码 分析 用逻辑蕴函表达 查询学号为x的学生 对所有的课程y 只要95002学生选修了课程y 则x也选修了y 形式化表示 用P表示谓词 学生95002选修了课程y 用q表示谓词 学生x选修了课程y 则上述查询为 y p q 等价变换 y p q y p q y p q y p q 变换后语义 学生95002选修了y 而学生x没有选y 这样的课程y不存在 用NOTEXISTS谓词表示 SELECTDISTINCTSnoFROMSCSCXWHERENOTEXISTS SELECT FROMSCSCYWHERESCY Sno 95002 ANDNOTEXISTS SELECT FROMSCSCZWHERESCZ Sno SCX SnoANDSCZ Cno SCY Cno 3 3 5集合查询 标准SQL直接支持的集合操作种类并操作 UNION 标准SQL中没有提供集合交操作 差操作 但可用其他方法间接实现 1 并操作 形式 UNION参加UNION操作的各结果表的列数必须相同 对应项的数据类型也必须相同 例18 查询计算机系的学生及年龄不大于19岁的学生 方法一 SELECT FROMStudentWHERESdept 计算机系 UNIONSELECT FROMStudentWHEREyear getdate year birthday 19 方法二 SELECTDISTINCT FROMStudentWHERESdept 计算机系 ORyear getdate year birthday 19 例19 查询选修了课程1或者选修了课程2的学生 方法一 SELECTSnoFROMSCWHERECno 001 UNIONSELECTSnoFROMSCWHERECno 002 T SQL支持并操作 不支持交 差操作 方法二 SELECTDISTINCTSnoFROMSCWHERECno 001 ORCno 002 2 交操作的实现 例20 查询计算机科学系的学生与年龄不大于19岁的学生的交集 本例实际上就是查询计算机系中年龄不大于19岁的学生SELECT FROMStudentWHERESdept 计算机系 ANDyear getdate year birthday 19 例21 查询选修课程1的学生集合与选修课程2的学生集合的交集 本例实际上是查询既选修了课程1又选修了课程2的学生 方法一 SELECTSnoFROMSCWHERECno 1 ANDSnoIN SELECTSnoFROMSCWHERECno 2 方法二 用自连接的方法SELECTdistincta SnoFROMSCa SCbWHERE a sno b snoanda Cno 1 andb Cno 2 3 差操作的实现 例22 查询计算机系学生与年龄不大于19岁的学生的差集 本例实际上是查询计算机科学系中年龄大于19岁的学生 SELECT FROMStudentWHERESdept CS ANDyear getdate year birthday 19 SELECT FROMStudentWHEREsnonotin selectsnofromstudentwhereSdept 计算机系 ANDSage 19 或使用notin等 4 对集合操作结果的排序 ORDERBY子句只能用于对最终查询结果排序 不能对中间结果排序 任何情况下 ORDERBY子句只能出现在最后 对集合操作结果排序时 ORDERBY子句中用数字指定排序属性 例23 错误写法SELECT FROMStudentWHERESdept 计算机系 UNIONSELECT FROMStudentWHEREyear getdate year birthday 19ORDERBYSno 正确写法SELECT FROMStudentWHERESdept 计算机系 UNIONSELECT FROMStudentWHERESage 19ORDERBY1 按学号排序或 orderbysno 1 CASE函数是特殊的Transact SQL表达式 它允许按列值显式可选值 数据中的更改是临时的 没有对数据进行永久更改 格式 CASE关键字 需要转换的列名称 指定要搜索的表达式的WHEN子句和指定要替换它们的表达式的THEN子句 END关键字 可选的 定义CASE函数别名的AS子句 补充1 T SQL使用CASE子句 实例1 下面示例在查询结果集内显示每个作者名字及所居住州的全名 并按姓升序排序 SELECTau fname au lname CASEstateWHEN CA THEN California WHEN KS THEN Kansas WHEN TN THEN Tennessee WHEN OR THEN Oregon WHEN MI THEN Michigan WHEN IN THEN Indiana WHEN MD THEN Maryland WHEN UT THEN Utah ENDASStateNameFROMpubs dbo authorsORDERBYau lname 运行结果 实例2 查询学生的学号 姓名 课程号及每门课的考试成绩 并要求显示成绩等级 usestudentSelectsc snoas学号 snameas姓名 cnoas课号 gradeas成绩 等级 caseWhengrade 90then A Whengrade 70andgrade 60then C Else D EndFromscJOINstudentONsc sno student sno 运行