Task01：初识数据库

本章主要讲解数据库安装和数据库基本介绍，考虑易用性及普及度，本课程采取mysql进行教学。

1.1 初识数据库

数据库是将大量数据保存起来，通过计算机加工而成的可以进行高效访问的数据集合。该数据集合称为数据库（Database，DB）。用来管理数据库的计算机系统称为数据库管理系统（Database Management System，DBMS）。

1.1.1 DBMS的种类

DBMS 主要通过数据的保存格式（数据库的种类）来进行分类，现阶段主要有以下 5 种类型.

• 层次数据库（Hierarchical Database，HDB）

• 关系数据库（Relational Database，RDB）

  • Oracle Database：甲骨文公司的RDBMS
  • SQL Server：微软公司的RDBMS
  • DB2：IBM公司的RDBMS
  • PostgreSQL：开源的RDBMS
  • MySQL：开源的RDBMS

  如上是5种具有代表性的RDBMS，其特点是由行和列组成的二维表来管理数据，这种类型的 DBMS 称为关系数据库管理系统（Relational Database Management System，RDBMS）。

• 面向对象数据库（Object Oriented Database，OODB）

• XML数据库（XML Database，XMLDB）

• 键值存储系统（Key-Value Store，KVS），举例：MongoDB

本课程将向大家介绍使用 SQL 语言的数据库管理系统，也就是关系数据库管理系统（RDBMS）的操作方法。

1.1.2 RDBMS的常见系统结构

使用 RDBMS 时，最常见的系统结构就是客户端 / 服务器类型（C/S类型）这种结构（图 1-3）

1.2 初识 SQL

数据库中存储的表结构类似于excel中的行和列，在数据库中，行称为记录，它相当于一条记录，列称为字段，它代表了表中存储的数据项目。

行和列交汇的地方称为单元格，一个单元格中只能输入一条记录。

SQL是为操作数据库而开发的语言。国际标准化组织（ISO）为 SQL 制定了相应的标准，以此为基准的SQL 称为标准 SQL。

完全基于标准 SQL 的 RDBMS 很少，通常需要根据不同的 RDBMS 来编写特定的 SQL 语句，原则上，本课程介绍的是标准 SQL 的书写方式。

根据对 RDBMS 赋予的指令种类的不同，SQL 语句可以分为以下三类.

• DDL

DDL（Data Definition Language，数据定义语言） 用来创建或者删除存储数据用的数据库以及数据库中的表等对象。DDL 包含以下几种指令。

• CREATE ： 创建数据库和表等对象

• DROP ： 删除数据库和表等对象

• ALTER ： 修改数据库和表等对象的结构

• DML

DML（Data Manipulation Language，数据操纵语言） 用来查询或者变更表中的记录。DML 包含以下几种指令。

• SELECT ：查询表中的数据

• INSERT ：向表中插入新数据

• UPDATE ：更新表中的数据

• DELETE ：删除表中的数据

• DCL

DCL（Data Control Language，数据控制语言） 用来确认或者取消对数据库中的数据进行的变更。除此之外，还可以对 RDBMS 的用户是否有权限操作数据库中的对象（数据库表等）进行设定。DCL 包含以下几种指令。

• COMMIT ： 确认对数据库中的数据进行的变更

• ROLLBACK ： 取消对数据库中的数据进行的变更

• GRANT ： 赋予用户操作权限

• REVOKE ： 取消用户的操作权限

实际使用的 SQL 语句当中有 90% 属于 DML，本书同样会以 DML 为中心进行讲解。

1.2.1 SQL的基本书写规则

• SQL语句要以分号（ ; ）结尾
• SQL 不区分关键字的大小写，但是插入到表中的数据是区分大小写的
• win 系统默认不区分表名及字段名的大小写
• linux / mac 默认严格区分表名及字段名的大小写
  
  * 本教程已统一调整表名及字段名的为小写，以方便初学者学习使用。··
• 常数的书写方式是固定的

'abc', 1234, '26 Jan 2010', '10/01/26', '2010-01-26'......

• 单词需要用半角空格或者换行来分隔

SQL 语句的单词之间需使用半角空格或换行符来进行分隔，且不能使用全角空格作为单词的分隔符，否则会发生错误，出现无法预期的结果。

请大家认真查阅《附录1 - SQL 语法规范》，养成规范的书写习惯。

1.2.2 数据库的创建（ CREATE DATABASE 语句）

语法：

CREATE DATABASE < 数据库名称 > ;

创建本课程使用的数据库

CREATE DATABASE shop;

1.2.3 表的创建（ CREATE TABLE 语句）

语法：

CREATE TABLE < 表名 >
( < 列名 1> < 数据类型 > < 该列所需约束 > ,
  < 列名 2> < 数据类型 > < 该列所需约束 > ,
  < 列名 3> < 数据类型 > < 该列所需约束 > ,
  < 列名 4> < 数据类型 > < 该列所需约束 > ,
  .
  .
  .
  < 该表的约束 1> , < 该表的约束 2> ,……);

创建本课程用到的商品表

CREATE TABLE product
(product_id CHAR(4) NOT NULL,
 product_name VARCHAR(100) NOT NULL,
 product_type VARCHAR(32) NOT NULL,
 sale_price INTEGER ,
 purchase_price INTEGER ,
 regist_date DATE ,
 PRIMARY KEY (product_id));

1.2.4 命名规则

• 只能使用半角英文字母、数字、下划线（_）作为数据库、表和列的名称
• 名称必须以半角英文字母开头

表1-3　商品表和 product 表列名的对应关系

1.2.5 数据类型的指定

数据库创建的表，所有的列都必须指定数据类型，每一列都不能存储与该列数据类型不符的数据。

四种最基本的数据类型

• INTEGER 型

用来指定存储整数的列的数据类型（数字型），不能存储小数。

• CHAR 型

用来存储定长字符串，当列中存储的字符串长度达不到最大长度的时候，使用半角空格进行补足，由于会浪费存储空间，所以一般不使用。

• VARCHAR 型

用来存储可变长度字符串，定长字符串在字符数未达到最大长度时会用半角空格补足，但可变长字符串不同，即使字符数未达到最大长度，也不会用半角空格补足。

• DATE 型

用来指定存储日期（年月日）的列的数据类型（日期型）。

1.2.6 约束的设置

约束是除了数据类型之外，对列中存储的数据进行限制或者追加条件的功能。

NOT NULL是非空约束，即该列必须输入数据。

PRIMARY KEY是主键约束，代表该列是唯一值，可以通过该列取出特定的行的数据。

1.2.7 表的删除和更新

• 删除表的语法：

DROP TABLE < 表名 > ;

• 删除 product 表

需要特别注意的是，删除的表是无法恢复的，只能重新插入，请执行删除操作时要特别谨慎。

DROP TABLE product;

• 添加列的 ALTER TABLE 语句

ALTER TABLE < 表名 > ADD COLUMN < 列的定义 >;

• 添加一列可以存储100位的可变长字符串的 product_name_pinyin 列

ALTER TABLE product ADD COLUMN product_name_pinyin VARCHAR(100);

• 删除列的 ALTER TABLE 语句

ALTER TABLE < 表名 > DROP COLUMN < 列名 >;

• 删除 product_name_pinyin 列

ALTER TABLE product DROP COLUMN product_name_pinyin;

ALTER TABLE 语句和 DROP TABLE 语句一样，执行之后无法恢复。误添的列可以通过 ALTER TABLE 语句删除，或者将表全部删除之后重新再创建。

【扩展内容】

• 清空表内容

TRUNCATE TABLE TABLE_NAME;

优点：相比drop / delete，truncate用来清除数据时，速度最快。

• 数据的更新

基本语法：

UPDATE <表名>
   SET <列名> = <表达式> [, <列名2>=<表达式2>...];  
 WHERE <条件>;  -- 可选，非常重要。
 ORDER BY 子句;  --可选
 LIMIT 子句; --可选

使用 update 时要注意添加 where 条件，否则将会将所有的行按照语句修改

-- 修改所有的注册时间
UPDATE product
   SET regist_date = '2009-10-10';  
-- 仅修改部分商品的单价
UPDATE product
   SET sale_price = sale_price * 10
 WHERE product_type = '厨房用具';  

使用 UPDATE 也可以将列更新为 NULL（该更新俗称为NULL清空）。此时只需要将赋值表达式右边的值直接写为 NULL 即可。

-- 将商品编号为0008的数据（圆珠笔）的登记日期更新为NULL  
UPDATE product
   SET regist_date = NULL
 WHERE product_id = '0008';  

和 INSERT 语句一样， UPDATE 语句也可以将 NULL 作为一个值来使用。

但是，只有未设置 NOT NULL 约束和主键约束的列才可以清空为NULL。如果将设置了上述约束的列更新为 NULL，就会出错，这点与INSERT 语句相同。

多列更新

UPDATE 语句的 SET 子句支持同时将多个列作为更新对象。

-- 基础写法，一条UPDATE语句只更新一列
UPDATE product
   SET sale_price = sale_price * 10
 WHERE product_type = '厨房用具';
UPDATE product
   SET purchase_price = purchase_price / 2
 WHERE product_type = '厨房用具';  

该写法可以得到正确结果，但是代码较为繁琐。可以采用合并的方法来简化代码。

-- 合并后的写法
UPDATE product
   SET sale_price = sale_price * 10,
       purchase_price = purchase_price / 2
 WHERE product_type = '厨房用具';  

需要明确的是，SET 子句中的列不仅可以是两列，还可以是三列或者更多。

1.2.8 向 product 表中插入数据

为了学习 INSERT 语句用法，我们首先创建一个名为 productins 的表，建表语句如下：

CREATE TABLE productins
(product_id    CHAR(4)      NOT NULL,
product_name   VARCHAR(100) NOT NULL,
product_type   VARCHAR(32)  NOT NULL,
sale_price     INTEGER      DEFAULT 0,
purchase_price INTEGER ,
regist_date    DATE ,
PRIMARY KEY (product_id));

基本语法：

INSERT INTO <表名> (列1, 列2, 列3, ……) VALUES (值1, 值2, 值3, ……);  

对表进行全列 INSERT 时，可以省略表名后的列清单。这时 VALUES子句的值会默认按照从左到右的顺序赋给每一列。

-- 包含列清单
INSERT INTO productins (product_id, product_name, product_type, sale_price, purchase_price, regist_date) VALUES ('0005', '高压锅', '厨房用具', 6800, 5000, '2009-01-15');
-- 省略列清单
INSERT INTO productins VALUES ('0005', '高压锅', '厨房用具', 6800, 5000, '2009-01-15');  

原则上，执行一次 INSERT 语句会插入一行数据。插入多行时，通常需要循环执行相应次数的 INSERT 语句。其实很多 RDBMS 都支持一次插入多行数据

-- 通常的INSERT
INSERT INTO productins VALUES ('0002', '打孔器', '办公用品', 500, 320, '2009-09-11');
INSERT INTO productins VALUES ('0003', '运动T恤', '衣服', 4000, 2800, NULL);
INSERT INTO productins VALUES ('0004', '菜刀', '厨房用具', 3000, 2800, '2009-09-20');
-- 多行INSERT （ DB2、SQL、SQL Server、 PostgreSQL 和 MySQL多行插入）
INSERT INTO productins VALUES ('0002', '打孔器', '办公用品', 500, 320, '2009-09-11'),
                              ('0003', '运动T恤', '衣服', 4000, 2800, NULL),
                              ('0004', '菜刀', '厨房用具', 3000, 2800, '2009-09-20');  
-- Oracle中的多行INSERT
INSERT ALL INTO productins VALUES ('0002', '打孔器', '办公用品', 500, 320, '2009-09-11')
           INTO productins VALUES ('0003', '运动T恤', '衣服', 4000, 2800, NULL)
           INTO productins VALUES ('0004', '菜刀', '厨房用具', 3000, 2800, '2009-09-20')
SELECT * FROM DUAL;  
-- DUAL是Oracle特有（安装时的必选项）的一种临时表A。因此“SELECT *FROM DUAL” 部分也只是临时性的，并没有实际意义。  

INSERT 语句中想给某一列赋予 NULL 值时，可以直接在 VALUES子句的值清单中写入 NULL。想要插入 NULL 的列一定不能设置 NOT NULL 约束。

INSERT INTO productins (product_id, product_name, product_type, sale_price, purchase_price, regist_date) VALUES ('0006', '叉子', '厨房用具', 500, NULL, '2009-09-20');  

还可以向表中插入默认值（初始值）。可以通过在创建表的CREATE TABLE 语句中设置DEFAULT约束来设定默认值。

CREATE TABLE productins
(product_id CHAR(4) NOT NULL,
（略）
sale_price INTEGER
（略）	DEFAULT 0, -- 销售单价的默认值设定为0;
PRIMARY KEY (product_id));  

可以使用INSERT … SELECT 语句从其他表复制数据。

-- 将商品表中的数据复制到商品复制表中
INSERT INTO productcopy (product_id, product_name, product_type, sale_price, purchase_price, regist_date)
SELECT product_id, product_name, product_type, sale_price, purchase_price, regist_date
  FROM Product;  

• 本课程用表插入数据sql如下：

- DML ：插入数据
STARTTRANSACTION;
INSERT INTO product VALUES('0001', 'T恤衫', '衣服', 1000, 500, '2009-09-20');
INSERT INTO product VALUES('0002', '打孔器', '办公用品', 500, 320, '2009-09-11');
INSERT INTO product VALUES('0003', '运动T恤', '衣服', 4000, 2800, NULL);
INSERT INTO product VALUES('0004', '菜刀', '厨房用具', 3000, 2800, '2009-09-20');
INSERT INTO product VALUES('0005', '高压锅', '厨房用具', 6800, 5000, '2009-01-15');
INSERT INTO product VALUES('0006', '叉子', '厨房用具', 500, NULL, '2009-09-20');
INSERT INTO product VALUES('0007', '擦菜板', '厨房用具', 880, 790, '2008-04-28');
INSERT INTO product VALUES('0008', '圆珠笔', '办公用品', 100, NULL, '2009-11-11');
COMMIT;

练习题

1.1

编写一条 CREATE TABLE 语句，用来创建一个包含表 1-A 中所列各项的表 Addressbook （地址簿），并为 regist_no （注册编号）列设置主键约束

表1-A　表 Addressbook （地址簿）中的列

CREATE TABLE Addressbook (
	regist_no INT NOT NULL PRIMARY KEY,
	NAME VARCHAR ( 128 ) NOT NULL,
	address VARCHAR ( 256 ) NOT NULL,
	tel_no CHAR ( 10 ),
mail_address CHAR ( 10 )
)

1.2

假设在创建练习1.1中的 Addressbook 表时忘记添加如下一列 postal_code （邮政编码）了，请把此列添加到 Addressbook 表中。

列名 ： postal_code

数据类型 ：定长字符串类型（长度为 8）

约束 ：不能为 NULL

ALTER TABLE Addressbook ADD COLUMN (
postal_code CHAR ( 8 ) NOT NULL)

1.3

编写 SQL 语句来删除 Addressbook 表。

DROP TABLE Addressbook

1.4

编写 SQL 语句来恢复删除掉的 Addressbook 表。

CREATE TABLE Addressbook (
	regist_no INT NOT NULL PRIMARY KEY,
	NAME VARCHAR ( 128 ) NOT NULL,
	address VARCHAR ( 256 ) NOT NULL,
	tel_no CHAR ( 10 ),
	mail_address CHAR ( 10 ),
postal_code CHAR ( 8 ) NOT NULL
)