(三) 结构化查询语言SQL——1

1. SQL概述

SQL，结构化查询语言，重要性不必在赘述了，基本上开发软件没有不用到的，此外在一些大数据也有广泛的应用。SQL主要包含数据定义语言(DDL)、数据操纵语言(DML)以及数据控制语言(DCL)【感觉没什么太大用处】。SQL不仅支持独立使用还支持嵌入到通用程序设计语言中。其中，DDL主要负责基本表、视图、模式等等的定义修改和删除；DML主要就是查询、更新(插入、删除、修改)表或者视图这些对象，关系代数也基本都会投射到这上面来；DCL主要是创建用户、修改密码、分配权限这些数据库层面上的操作。

在SQL中，关系被称为表，SQL的表有两类：基本表和导出表，基本表就不必解释，导出表即通过查询表达式求值时，直接或者间接从一个或者多个基本表中导出而来，视图表是命名的导出表。

2.数据定义

1）表的创建

关于数据定义，首先就是基本表的创建、修改和删除。SQL使用 CREATE TABLE 语句创建基本表，下面是创建一个Teachers表的SQL语句：

CREATE TABLE Teachers

(Tno           CHAR(7)         PRIMARY KEY,

Tname       CHAR(10)      NOT NULL,

Sex           CHAR(2)        CHECK(Sex = '男' OR Sex ='女'),

Birthday    DATE,

Title           CHAR(6),

Dno          CHAR(4),

FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES Departments(Dno)); 

从第二行起即为定义属性的信息，基本格式如：<列名> <类型> [DEFAULT <缺省值>] [<列约束>，…， <列约束>]，【统一说明[X]表示可以缺省，而<X>表示需进一步定义】。

第一列是属性名称；

类型代表该列在SQL中的数据类型，而SQL中的内置数据类型包括：CHAR(n) 长度为n的定长字符串,默认为长度1，全称为CHARACTER； VARCHAR(n)最大长度为n的变长字符串，默认长度为1，全称CHARACTER VARYING，VARCHAR与CHAR的主要区别是定长字符串不论你输入字符串是长是短，分配的存储空间是一定的，而变长字符串会根据输入的大小占用的空间是可变的，显然会更加灵活一些；BIT(n)定长二进位串，默认为长度1；BIT VARYING(n) 最大长度为n的变长二进位串，默认长度为1；INT整型，全称INTEGER；SMALLINT小整数；NUMERIC(p,d) p为有效数字的定点数，其中小数点右边占d位；DEC(p,d)全称DECIMAL，好像和NUMERIC没太大区别(未经查证)；FLOAT(n) 精度至少为n的浮点数；REAL 实数，其中REAL=FLOAT(24)；DOUBLE PRECISION双精度实数，精度比REAL高；DATE日期，包括年月日，格式为YYYY-MM-DD；TIME时间，包括时分秒，格式为HH:MM:SS，TIME(n)可以表示更加精确的单位，意即秒后取n位；TIMESTAMP时间戳，是DATE和TIME的结合，TIMESTAMP(n)表示秒后取n位；INTERVAL时间间隔；

缺省值即定义该列没有赋值时默认的取值，可以省略；列约束可以在每列上定义零个或者多个约束条件，约束该列的取值，例如上面示例中的PRIMARY KEY代表主键，不能取空，不能重复；NOT NULL代表不能为空；CHECK(条件)指明该列的值必须满足的条件，其中<条件>是一个布尔表达式；除此之外，常用的列约束还有UNIQUE表示该列上的值唯一，说明该列是候选码；

最后一行是表约束，常见格式是[，<表约束1>，…，<表约束n>]，常见的表约束和列约束大致相同只不过是plus版本，比如主码PRIMARY KEY(A1，…，Ak)代表这些属性共同构成主码，UNIQUE和主码的使用方法差不多。而比较复杂的可能是外码设置上，它具有如下格式：FOREIGN KEY (A1，…，Ak) REFERENCES <外表名称> (<外表的主码>) [<参照的触发动作>]，<参照的触发动作>表示违反参照完整性时数据库应该采取什么方式的操作，当然外键声明可以有不止一条，可以将其视为多个列约束，以逗号分开即可。

2）表的修改(添加列、删除列、添加表约束、删除表约束)

而表的修改主要使用ALTER语句，我们可以添加列 ALTER TABLE <表名> ADD [COLUMN] <列定义>，比如在Courses中添加一个新的列Pno表示课程号，可以使用语句

ALTER TABLE Courses ADD Pno CHAR(10) PRIMARY KEY；

有添加列，自然就会有删除列的操作，DROP关键词隆重登场，以后关于删除我们还会用到它哦，基本格式比较简单 ALTER TABLE <表名> DROP [COLUMN] <列名> {CASCADE|RESTRICT}，比如我们再把上面添加的列删除：

ALTER TABLE Courses DROP COLUMN Pno；

对于CASCADE表示级联，删除成功后会将依赖于该列的数据库对象(比如视图)一并删除。RESTRICT表示受限，即当该列没有数据库对象依赖时，才能删除成功。

除了添加、删除之外，还能对已存在的列进行表约束的添加和删除：ALTER TABLE <表名> ADD <表约束定义>；ALTER TABLE <表名> DROP CONSTRAINT <表约束定义>；{CASCADE|RESTRICT}，其实只要出现删除几乎就会出现它们俩，这是为了保证数据库完整性约束的必要之举。

补充：其实还有一个修改或这删除列的缺省值，ALTER TABLE <表名> ALTER [COLUMN] <列名>  {SET DEFAULT <缺省值> | DROP DEFAULT}

3）表的删除

最喜欢这种简单的SQL语句啦！！

DROP TABLE <表名> {CASCADE|RESTRICT}

摊手，就是这么简介高效。

3.数据查询

查询是最重要的数据库操作，没有之一！而在SQL中查询时通过SELECT语句来实现的。SELECT语句的基本形式为：

SELECT [ALL|DISTINCT] <选择序列>

FROM <表引用>，…，<表引用>

[WHERE <查询条件>]

[GROUP BY <分组列>，…，<分组列> [HAVING <分组选择条件>] ]

[ORDER BY <排序列> [ASC|DESC]，…，<排序列> [ASC|DESC]]

好长啊，不过分解来看也就五个语句，分别是SELECT，FROM ，WHERE ，GROUP BY 以及ORDER BY，其中只有SELECT和FROM是必须的，而其他均为可选，我们也按照这个思路进行展开。

1）SELECT+FROM进行简单查询

SELECT即为投影运算，形式为：SELECT [ALL|DISTINCT] <选择序列>，先接ALL或者DISTINCT修饰，分别代表不删除和删除相应的重复行，当然可以不写，默认为ALL咯。选择序列“要选择的属性”，属性之间以逗号分开，如果结果包含所有属性，可以使用*表示。

FROM语句相当于笛卡儿积运算，列出需要查询的基本表和导出表，表之间中间用逗号隔开，基本格式：FROM <表引用>，…，<表引用>，为什么不是表名而是表引用呢？表名只是其中一种表引用，但是因为还用另一种用法，即重命名表名，具体形式为：<表名> [AS] <表别名>，用于SELECT+FROM+WHERE结构中区分重复出现的同一张表。

SELECT+FROM是最基本的查询操作，当然这样只能从同一张表中进行查询，比如在Courses表中查询所有课程的名称，并重命名为X，且删除重复的课程名，具体语句为：

SELECT DISTINCT Cname AS X 

FROM Courses；(关于SQL中分号问题，其实经过我的观察是很开放的，并没有明确的规则来确定是否加分号，可能需要视情而定，但是在程序中嵌入一般都不需要分号，这样会报错的)

2）SELECT+FROM+WHERE进行查询

WHERE可以进行更加复杂的查询，后跟一个布尔表达式，包括比较表达式(>、<、=、>=、<=、<>、!=)、BETWEEN表达式、IN表达式、LIKE表达式等等。我们一一来看，对于比较表达式其实就是比较大小。

例如查寻考试成绩不合格的学生学号：

SELECT DISTINCT Sno

FROM SC

WHERE Grade < 60；

BETWEEN表达式可以表示一个范围，例如查询出生年份在1997-2000年的学生的姓名和专业：

SELECT Sname，Cname

FROM Student

WHERE Year (NOT) BETWEEN 1997 AND 2000；(加上not的表示不在这个范围年份的学生学号或者专业)

BETWEEN AND表达式一般都可以用AND或者OR连接的比较表达式表示。

SELECT Sname，Cname

FROM Student

WHERE Year >= 1997 AND <=2000；(Year < 1997 OR >2000和上面加NOT语句之后表达的意思一样)

 

IN表达式用于判别给定的元素是否在给定的集合中，自然NOT IN表示不在集合中胡返回TRUE。基本形式为<值表达式> [NOT] IN (<值表达式列表>)，前面的值表达式通常是属性，后面的值表达式通常就是指具体值，多个值组成所谓的集合，中间用逗号分隔并用括号括住。

例如查询计算机科学与技术和软件工程两个专业的学生学号和姓名

SELECT Sno，Sname

FROM Student

WHERE Speciality IN (‘计算机科学与技术’，‘软件工程’)；(字符串表达式记得加上单引号)

LIKE表达式能够模糊地查询出相似的字符串值，最常用的两种是已知若干字符、已知其中若干字符和位置并了解全部字符串的长度。

第一种使用%代表不定长的字符，例如查询所有姓李的学生的姓名

SELECT Sname

FROM Student

WHERE Sname LIKE ‘李%’ (若以李结尾则可改为‘%李’)

%使用时不确定性比较高，信息较多时可以使用_表示一个字符，然后用已知字符和_字符共同表示出目标字符串，例如查询‘数据’开头，并且四个汉字的课程名称

SELECT Cname

FROM Courses

WHERE Cname LIKE ‘数据_ _ _ _’（汉字占两个字符，因此需用四个_表示剩下的两个汉字）

但是想必做过简单开发的同学都知道，这时间肯定会出现转义问题，当你要查的值本省身就'_'或者'%'字符时那就必须要进行‘转义’，就像C语言的 \ 一样，SQL中是ESCAPE语句，比如查询C_开头的课程：

SELECT Cname

FROM Courses

WHERE Cname LIKE 'C\_%' ESCAPE '\'（ESCAPE定义\为转义字符，因此C\_%中的_将被转义，不在作为通配符使用）

此外，还有NULL表达式可以查询属性上是否为空

SELECT Sno

FROM SC

WHERE Grade IS NULL；