第三章关系数据库标准语言SQL单表查询

1、数据库系统概论数据库系统概论an introduction to database system第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言sqlsql第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言sql3.1 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3.1 sql概述概述sql的产生与发展n1970年，美国ibm研究中心的e.f.codd连续发表多篇论文，提出关系模型。n1972年，ibm公司开始研制实验型关系数据库管理系统system r，配制的查询语言称为square (specifying queries as

2、relational expression )语言，在语言中使用了较多的数学符号。n1974年，boyce和chamberlin把square修改为sequel (structured english query language )语言。后来sequel简称为sql (structured query language )，即“结构式查询语言”，sql的发音仍为“sequel”。现在sql已经成为一个标准 。sqlsql数据库的体系结构数据库的体系结构 用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4视图视图1视图视图1基本表基本表1基本表基本表2基本表基本表3基本表基本表4存储文件存储文件1存储文

3、件存储文件2存储文件存储文件3存储文件存储文件4图图3.1 sql3.1 sql数据库的体系结构数据库的体系结构sql用户用户viewbase tablestored filensql的特点n1. 综合统一n2. 高度非过程化n3. 面向集合的操作方式n4. 以同一种语法结构提供两种使用方法n5. 语言简洁，易学易用n1. 综合统一:sql语言综合：数据定义语言ddl数据操纵语言dml数据控制语言dcl“什么事都可以用sql语言来做”n2、高度非过程化 只须说“做什么”，不用管“怎么做”减轻了用户的负担，有利于提高数据独立性n3、面向集合的操作方式n非关系数据模型：面向记录nsql：集合操作n

4、4、以同一种语法结构提供两种使用方式n既可联机交互操作，n也可以嵌入到高级语言中去5. 语言简捷，易学易用语言简捷，易学易用表表3.1 sql语语言言的的动动词词sql 功功 能能动动 词词数数 据据 定定 义义create， drop， alter数数 据据 查查 询询select数数 据据 操操 纵纵insert，updatedelete数数 据据 控控 制制grant，revoke 核心功能九个动词开头核心功能九个动词开头第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言sql3.1 sql概述3.2 学生课程数据库（课本p82）3.3 数据定义3.4 数据查询3.5 数据更新3.6 视

5、图3.7 小结3.2 数数 据据 定定 义义 表表3.2 sql的的 数数 据据 定定 义义 语语 句句操操 作作 方方 式式操操 作作 对对象象创创 建建删删 除除修修 改改表表cre atet abledropt ablealte rt able视视 图图cre atevie wdrop vie w索索 引引cre atein de xdropin de x3.3.1 3.3.1 模式的定义与删除模式的定义与删除 nsql模式的定义（创建）可用create schema语句定义，其基本句法如下： create schema模式名authorization用户名 n删除：drop语句的句法如

6、下：d r o p s c h e m a 模 式 名 cascaderestrictn其方式有两种：cascade (级联式)方式。restrict (约束式)方式。3.3.2 基本表的定义、删除与修改基本表的定义、删除与修改create table （ ， ， ）；n：所要定义的基本表的名字n：组成该表的各个属性（列）n：涉及相应属性列的完整性约束条件n：涉及一个或多个属性列的完整性约束条件 例题例题 例1 建立一个“学生”表student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在系sdept五个属性组成。其中学号不能为空，值是唯一的，并且姓名取值也唯一。 crea

7、te table student (sno char(5) not null unique， sname char(20) unique， ssex char(1) ， sage int， sdept char(15)； 例题例题 （续）（续）snosnam essexsagesd ep t 字字 符符 型型 字字 符符 型型 字字 符符 型型 整整 数数 字字 符符 型型 长长 度度 为为5 5 长长 度度 为为2 20 0 长长 度度 为为1 1 长长 度度 为为1 15 5 不不 能能 为为 空空 值值定义基本表（续）定义基本表（续）n常用完整性约束n主码约束： primary keyn

8、唯一性约束：uniquen非空值约束：not nulln参照完整性约束:foreign keyprimary key与 unique的区别？nprimary key在建立的时候会默认地建立此field的索引，且此primary key可以作为作为另外的表的foreign key，nprimary key跟unique的区别区别是： primary key 一定是not null，而unique则无此限制n例2 建立一个“课程”表c，它由课程号cno，课程名称cname，教师teacher组成，其中cno为主码。ncreate table c(n cno char(5) ,n cname cha

9、r(10) , n teacher char(10),n primary key (cno);n或像书上写的将primary key 直接定义在属性列后。例题例题 （续）（续）n例3 建立一个“学生选课”表sc，它由学号sno、课程号cno，修课成绩grade组成，其中(sno, cno)为主码。ncreate table sc(n sno char(5) ,n cno char(3) , n grade int,n primary key (sno, cno), n foreign key(sno) references s(sno),n foreign key(cno) reference

10、s c(cno)n);基本数据类型基本数据类型n(1)数值型（db2)nsmallint 半字长二进制整数ninteger 全字长二进制整数ndecimal(p,q）或者dec（p,q)n压缩十进制数，共p位，其中小数点后q位nfloat 双字长浮点数n（2)字符串型ncharter(n)或char(n)nvarchar(n)n(3)时间型ndatentime二、修改基本表二、修改基本表alter table add 完整性约束 drop modify ；n：要修改的基本表nadd子句：增加新列和新的完整性约束条件ndrop子句：删除指定的完整性约束条件nmodify子句：用于修改列名和数据类

11、型例题例题 例2 向student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。 alter table student add s_entence date；n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3 将年龄的数据类型改为半字长整数（假定原来为int）。 alter table student alter column sage smallint；或alter table student modify sage smallint；n注：修改原有的列定义有可能会破坏已有数据例题例题 例4 删除学生姓名必须取唯一值的约束。alter table student drop uniqu

12、e(sname)； 语句格式（续）语句格式（续）n删除属性列 直接删除属性列可能引起违反完整性约束规则例：alter table student drop scome；alter table student drop column sdept ;(sql server)3.2 数数 据据 定定 义义 表表3.2 sql的的数数据据定定义义语语句句操操 作作 方方 式式操操 作作 对对象象创创 建建删删 除除修修 改改表表createt abledropt ablealtert able视视 图图createviewdrop view索索 引引createindexdropindex三、删除基本

13、表三、删除基本表 drop table ; 基本表删除后，数据、表上的视图、索引都删除。有的系统如oracle，基本表删除后，在表上的视图往往仍然保留，但无法引用。例题例题例5 删除student表 drop table student ;3.3.3 建立与删除索引建立与删除索引 n建立索引是加快查询速度的有效手段n建立索引ndba或表的属主（即建立表的人）根据需要建立n有些dbms自动建立以下列上的索引n primary keyn uniquen维护索引n dbms自动完成 n使用索引n dbms自动选择是否使用索引以及使用哪些索引n在sql86和sql89标准中，基本表没有关键码概念，可以

14、用索引机制来弥补。n索引属于物理存储的路径概念，而不是逻辑的概念。n在定义基本表时，还要定义索引，就把数据库的物理结构和逻辑结构混在一块了。n因此在sql2中引入了主码（主键）的概念，用户在创建基本表时用主码子句primary key直接定义主码。n但至今大多数dbms仍使用索引机制，有索引创建和撤销语句，其功能仅限于查询时起作用。一、建立索引一、建立索引 n语句格式create unique cluster index on (, )；n用指定要建索引的基本表名字n索引可以建立在该表的一列或多列上，各列名之间用逗号分隔n用指定索引值的排列次序，升序：asc，降序：desc。缺省值：ascnu

15、nique表明此索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录ncluster表示要建立的索引是聚簇索引（p90）ncreate unique cluster index on (, )；例题例题 例6 为学生-课程数据库中的student，course，sc三个表建立索引。其中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。create unique index stusno on student(sno)；create unique index coucno on course(cno)；create unique index s

16、cno on sc(sno asc，cno desc)； 建立索引建立索引 （续）（续）n唯一值索引n对于已含重复值的属性列不能建unique索引n对某个列建立unique索引后，插入新记录时dbms会自动检查新记录在该列上是否取了重复值。这相当于增加了一个unique约束建立索引建立索引 （续）（续）n聚簇索引n建立聚簇索引后，基表中数据也需要按指建立聚簇索引后，基表中数据也需要按指定的聚簇属性值的升序或降序存放。也即定的聚簇属性值的升序或降序存放。也即聚簇索引的索引项顺序与表中记录的物理聚簇索引的索引项顺序与表中记录的物理顺序一致顺序一致例：create cluster index stu

17、sname on student(sname)；在在student表的表的sname（姓名）列上建立一个聚簇索引，而（姓名）列上建立一个聚簇索引，而且且student表中的记录表中的记录将按照将按照sname值的升序存放值的升序存放 建立索引建立索引 （续）（续）n在一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引n聚簇索引的用途：对于某些类型的查询，可以提高查询效率n聚簇索引的适用范围n 很少对基表进行增删操作n 很少对其中的变长列进行修改操作 二、删除索引二、删除索引 drop index ；n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7 删除student表的stusname索引。dro

18、p index stusname；索引一经建立，就由系统来维护它，不需要用户干预。建立索引减少查询操作的时间，但如果数据增加删改频繁，系统会花费许多时间来维护索引。所以，这时需要删除一些不必要的索引。3.4 数据查询数据查询 3.4.1 单表查询3.3.2 连接查询3.3.3 嵌套查询3.3.4 集合查询3.3.5 select语句的一般格式数据查询语句格式数据查询语句格式概述概述 select all|distinct ， from ， where group by having order by asc|desc ； 语句格式语句格式nselect子句：指定要显示的属性列nfrom子句：指

19、定查询对象(基本表或视图)nwhere子句：指定查询条件n group by子句：对查询结果按指定列的值分组，该属性列值相等的元组为一个组。通常会在每组中作用集函数。nhaving短语：筛选出只有满足指定条件的组norder by子句：对查询结果表按指定列值的升序或降序排序 select select查询语句查询语句nselectfromwhere句型在关系代数中最常用的式子是下列表达式： a1,an(f(r1rm) 这里r1、rm为关系，f是公式，a1、an为属性。针对上述表达式，sql为此设计了selectfromwhere句型：select a1，anfrom r1，rmwhere f

20、这个句型是从关系代数表达式演变来的，但where子句中的条件表达式f要比关系代数中公式更灵活。示例数据库示例数据库 学生-课程数据库n学生表：student(sno，sname，ssex，sage，sdept)n课程表：course(cno，cname，cpno，ccredit)n 学生选课表：sc(sno，cno，grade) 3.4.1 单表查询单表查询 查询仅涉及一个表，是一种最简单的查询操作一、选择表中的若干列二、选择表中的若干元组三、对查询结果排序四、使用集函数五、对查询结果分组 selectselect语句完整的句法语句完整的句法n语句格式select all|distinct ，

21、 from ， where group by having order by asc|desc ； 查询指定列查询指定列例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；查询全部列查询全部列例3 查询全体学生的详细记录。select sno，sname，ssex，sage，sdept from student； 或select *from student； 3. 查询经过计算的值查询经过计算的值 select子句的为表达式n算术表达式n字符串常

22、量n函数:n列别名n等 3. 查询经过计算的值查询经过计算的值例4 查全体学生的姓名及其出生年份。select sname，2000-sagefrom student； 输出结果： sname 2000-sage - - 李勇 1976 刘晨 1977 王名 1978 张立 1978 3. 查询经过计算的值查询经过计算的值例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: ，2000-sage， islower(sdept)from student； 例题（续）例题（续）输出结果： sname year of birt

23、h: 2000-sage islower(sdept) - - - - 李勇 year of birth: 1976 cs 刘晨 year of birth: 1977 is 王名 year of birth: 1978 ma 张立 year of birth: 1977 is 例例5.1 使用列使用列别名别名改变查询结果的列标题改变查询结果的列标题select sname name，year of birth: birth， 2000-sage birthday，islower(sdept) departmentfrom student；输出结果： name birth birthday d

24、epartment - - - - 李勇 year of birth: 1976 cs 刘晨 year of birth: 1977 is 王名 year of birth: 1978 ma 张立 year of birth: 1977 is二、选择表中的若干元组二、选择表中的若干元组 (投影优化投影优化)n消除取值重复的行n查询满足条件的元组 1. 消除取值重复的行消除取值重复的行n在select子句中使用distinct短语假设sc表中有下列数据 sno cno grade - - - 95001 1 92 95001 2 85 95001 3 88 95002 2 90 95002 3

25、80all 与与 distinct 例6 查询选修了课程的学生学号。(1) select sno from sc;或(默认 all) select all sno from sc; 结果： sno - 95001 95001 95001 95002 95002 例题（续）例题（续）(2) select distinct sno from sc; 结果： sno - 95001 95002 例题（续）例题（续）n注意 distinct短语的作用范围是所有目标列所有目标列例：查询选修课程的各种成绩错误的写法select distinct cno，distinct gradefrom sc;正确的写

26、法 select distinct cno，grade from sc; 2.查询满足条件的元组查询满足条件的元组表表3.3 常常用用的的查查询询条条件件查查 询询 条条 件件谓谓 词词比比 较较=，=，=，!=，!，!；not + 上上述述比比较较运运算算符符确确定定范范围围between and，not betw een and确确定定集集合合in，not in字字符符匹匹配配like，not like空空 值值is null，is not null多多重重条条件件and，orwhere子句常用的查询条件子句常用的查询条件(1) 比较大小比较大小在where子句的中使用比较运算符n=，=，

27、=，!= 或 ，!，!， n逻辑运算符not + 比较运算符例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； (2) 确定范围确定范围n使用谓词 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 between 20 and 23； 例题（续）例题（续）例11 查询年龄不在2023岁之间的学生姓名、系别和年龄。selec

28、t sname，sdept，sagefrom studentwhere sage not between 20 and 23； (3) 确定集合确定集合使用谓词 in , not in ：用逗号分隔的一组取值例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 );(3) 确定集合确定集合例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 student where sdept not in (

29、 is，ma，cs );(4) 字符串匹配字符串匹配n not like escape ：指定匹配模板 匹配模板：固定字符串或含通配符的字符串 当匹配模板为固定字符串时， 可以用 = 运算符取代 like 谓词 用 != 或 运算符取代 not like 谓词通配符通配符w% (百分号) 代表任意长度（长度可以为0）的字符串n例：a%b表示以a开头，以b结尾的任意长度的字符串。如acb，addgb，ab 等都满足该匹配串_ (下横线) 代表任意单个字符n例：a_b表示以a开头，以b结尾的长度为3的任意字符串。如acb，afb等都满足该匹配串escape 短语：短语：n当用户要查询的字符串本身就

30、含有 % 或 _ 时，要使用escape 短语对通配符进行转义。例题例题1) 匹配模板为固定字符串 例14 查询学号为95001的学生的详细情况。 select * from student where sno like 95001；等价于： select * from student where sno = 95001；例题（续）例题（续）2) 匹配模板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%；例题（续）例题（续）匹配模板为含通配符的字符串（续）例16 查询姓欧

31、阳且全名为三个汉字的学生的姓名。 select sname from student where sname like 欧阳_；例题（续）例题（续）匹配模板为含通配符的字符串（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%；例题（续）例题（续）匹配模板为含通配符的字符串（续）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%；例题（续）例题（续）3) 使用换码字符将通配符转义为普通字

32、符 例19 查询db_design课程的课程号和学分。 select cno，ccredit from course where cname like db_design escape ;例题（续）例题（续）使用换码字符将通配符转义为普通字符(续)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 ；(5) 涉及空值的查询涉及空值的查询n 使用谓词 is null 或 is not nulln “is null” 不能用 “= null” 代替，因为空值不可跟其它东西作比

33、较。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 sc where grade is null；例题例题(续续) 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) 多重条件查询多重条件查询用逻辑运算符and和 or来联结多个查询条件n and的优先级高于orn 可以用括号改变优先级可用来实现多种其他谓词n not inn not between and 例题例题例23 查询计算机系年龄在20岁以

34、下的学生姓名。 select sname from student where sdept= cs and sage=20 and sage=23；selectselect语句完整的句法语句完整的句法select all|distinct ， from ， where order by asc|desc ； group by having 表表 3.3 常用的查询条件常用的查询条件查查 询询 条条 件件谓谓 词词比比 较较=，=，=，!=，!，!；not + 上述比较运算符上述比较运算符确定范围确定范围between and，not between and确定集合确定集合in，not in字符

35、匹配字符匹配like，not like空空 值值is null，is not null多重条件多重条件and，or三、对查询结果排序三、对查询结果排序 使用order by子句n 可以按一个或多个属性列排序n 升序：asc；降序：desc；缺省值为升序当排序列含空值时nasc：排序列为空值的元组最后显示ndesc：排序列为空值的元组最先显示 对查询结果排序（续）对查询结果排序（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，grade from sc where cno= 3 order by grade desc； 查询结果查询结果 sn

36、o grade 空值先显示 - - 95010 95024 95007 92 95003 82 95010 82 95009 75 95014 61 95002 55对查询结果排序（续）对查询结果排序（续） 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 student order by sdept，sage desc； 按系号升序排列的基础上，（同一系内）年龄降序排列四、使用集函数四、使用集函数 5类主要集函数n计数count（distinct|all *）count（distinct|all ）n计算总和sum（dist

37、inct|all ）n 计算平均值avg（distinct|all ）使用集函数（续）使用集函数（续） 求最大值max（distinct|all ） 求最小值min（distinct|all ）distinct短语：在计算时要取消指定列中的重复值all短语：不取消重复值all为缺省值使用集函数使用集函数 （续）（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；注：用distinct以避免重复计算学生人数使用集函数使用集函数 （续）（续）例28 计算

38、1号课程的学生平均成绩。 select avg(grade) from sc where cno= 1 ； 例29 查询选修1号课程的学生最高分数。 select max(grade) from sc where cno= 1 ； 例30 查询学生200215012选修课程的总学分数。 select sum(ccredit) from sc,course where sno=200215012 and sc.cno= course.cno； (此例用到后面介绍的多表连接查询)五、对查询结果分组五、对查询结果分组 使用group by子句分组 细化集函数的作用对象n 未对查询结果分组，集函数将作

39、用于整个查询结果n 对查询结果分组后，集函数将分别作用于每个组 使用使用group by子句分组子句分组例31 求各个课程号及相应的选课人数。 select cno，count(sno) from sc group by cno； 结果 cno count(sno) 1 22 2 34 3 44 4 33 5 48对查询结果分组对查询结果分组 （续）（续）ngroup by子句的作用对象是查询的中间结果表。n分组方法：按指定的一列或多列值分组，值相等的为一组。n使用group by子句后，select子句的列名列表中只能出现分组属性和集函数。 使用使用having短语筛选最终输出结果短语筛选最

40、终输出结果例32 查询选修了3门以上课程的学生学号。 select sno from sc group by sno having count(*) 3； 例题例题例 查询有3门以上课程是90分以上的 学生的学号及（90分以上的）课程数 select sno, count(*) from sc where grade=90 group by sno having count(*)=3;使用使用having短语筛选最终输出结果短语筛选最终输出结果n只有满足having短语指定条件的组才输出nhaving短语与where子句的区别：作用对象不同nwhere子句作用于基表或视图，从中选择满足条件的元组（分组前对元组进行过滤）。nhaving短语作用于组，从中选择满足条件的组（分组后对分组进行过滤）。 selectselect语句完整的句法语句完整的句法 (1)nselect语句完整的句法如下： select 目标表的列名或列表达式序