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SQL Learning

[TOC]

本笔记为阿里云天池龙珠计划SQL训练营的学习内容，链接为：https://tianchi.aliyun.com/specials/promotion/aicampsql

DBMS

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）

    这种类型的 DBMS 称为关系数据库管理系统（Relational Database Management System，RDBMS）。比较具有代表性的 RDBMS 有如下 5 种。

    • 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

  • 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

RDBMS

SQL指令类型

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）

RDBMS常见系统结构图

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

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

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
SQL子句执行顺序

FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT (Subquery → Current Level Query) → ORDER BY

基本数据类型

  • 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）。

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。

视图

视图是一个虚拟的表，不同于直接操作数据表，视图是依据SELECT语句来创建的（会在下面具体介绍），所以操作视图时会根据创建视图的SELECT语句生成一张虚拟表，然后在这张虚拟表上做SQL操作。

视图的存在主要有以下几点原因：

  1. 通过定义视图可以将频繁使用的SELECT语句保存以提高效率。
  2. 通过定义视图可以使用户看到的数据更加清晰。
  3. 通过定义视图可以不对外公开数据表全部字段，增强数据的保密性。
  4. 通过定义视图可以降低数据的冗余。

《sql基础教程**第2版》用一句话非常凝练的概括了视图与表的区别—“是否保存了实际的数据”。所以视图并不是数据库真实存储的数据表，它可以看作是一个窗口，通过这个窗口我们可以看到数据库表中真实存在的数据。所以我们要区别视图和数据表的本质，即视图是基于真实表的一张虚拟的表，其数据来源均建立在真实表的基础上。

图片

图片来源：《sql基础教程第2版》

下面这句顺口溜也方便大家记忆视图与表的关系：“视图不是表，视图是虚表，视图依赖于表”。

视图不仅可以基于真实表，我们也可以在视图的基础上继续创建视图。

图片

图片来源：《sql基础教程第2版》

虽然在视图上继续创建视图的语法没有错误，但是我们还是应该尽量避免这种操作。这是因为对多数 DBMS 来说， 多重视图会降低 SQL 的性能。

  • 注意事项

需要注意的是在一般的DBMS中定义视图时不能使用ORDER BY语句。下面这样定义视图是错误的。

CREATE VIEW productsum (product_type, cnt_product)
AS
SELECT product_type, COUNT(*)
FROM product
GROUP BY product_type
ORDER BY product_type;

为什么不能使用 ORDER BY 子句呢？这是因为视图和表一样，数据行都是没有顺序的。

在 MySQL中视图的定义是允许使用 ORDER BY 语句的，但是若从特定视图进行选择，而该视图使用了自己的 ORDER BY 语句，则视图定义中的 ORDER BY 将被忽略。

更新视图内容

因为视图是一个虚拟表，所以对视图的操作就是对底层基础表的操作，所以在修改时只有满足底层基本表的定义才能成功修改。

对于一个视图来说，如果包含以下结构的任意一种都是不可以被更新的：

  • 聚合函数 SUM()、MIN()、MAX()、COUNT() 等。
  • DISTINCT 关键字。
  • GROUP BY 子句。
  • HAVING 子句。
  • UNION 或 UNION ALL 运算符。
  • FROM 子句中包含多个表。

视图归根结底还是从表派生出来的，因此，如果原表可以更新，那么 视图中的数据也可以更新。反之亦然，如果视图发生了改变，而原表没有进行相应更新的话，就无法保证数据的一致性了。

子查询

子查询指一个查询语句嵌套在另一个查询语句内部的查询，这个特性从 MySQL 4.1 开始引入，在 SELECT 子句中先计算子查询，子查询结果作为外层另一个查询的过滤条件，查询可以基于一个表或者多个表。

子查询和视图的关系

子查询就是将用来定义视图的 SELECT 语句直接用于 FROM 子句当中。其中AS studentSum可以看作是子查询的名称，而且由于子查询是一次性的，所以子查询不会像视图那样保存在存储介质中， 而是在 SELECT 语句执行之后就消失了。

虽然嵌套子查询可以查询出结果，但是随着子查询嵌套的层数的叠加，SQL语句不仅会难以理解而且执行效率也会很差，所以要尽量避免这样的使用。

标量子查询

标量就是单一的意思，那么标量子查询也就是单一的子查询，那什么叫做单一的子查询呢？

标量子查询有什么用

由于标量子查询的特性，导致标量子查询不仅仅局限于 WHERE 子句中，通常任何可以使用单一值的位置都可以使用。也就是说， 能够使用常数或者列名的地方，无论是 SELECT 子句、GROUP BY 子句、HAVING 子句，还是 ORDER BY 子句，几乎所有的地方都可以使用。

关联子查询
什么是关联子查询

关联子查询既然包含关联两个字那么一定意味着查询与子查询之间存在着联系。这种联系是如何建立起来的呢？

SELECT product_type, product_name, sale_price
FROM product AS p1
WHERE sale_price > (
  SELECT AVG(sale_price)
  FROM product AS p2
  WHERE p1.product_type = p2.product_type
  GROUP BY product_type
);

通过上面的例子我们大概可以猜到吗，关联子查询就是通过一些标志将内外两层的查询连接起来起到过滤数据的目的，接下来我们就一起看一下关联子查询的具体内容吧。

关联子查询与子查询的联系

还记得我们之前的那个例子么查询出销售单价高于平均销售单价的商品，这个例子的SQL语句如下

SELECT product_id, product_name, sale_price
FROM product
WHERE sale_price > (
  SELECT AVG(sale_price) 
  FROM product
);

我们再来看一下这个需求选取出各商品种类中高于该商品种类的平均销售单价的商品。SQL语句如下：

SELECT product_type, product_name, sale_price
FROM product AS p1
WHERE sale_price > (
  SELECT AVG(sale_price)
  FROM product AS p2
  WHERE p1.product_type = p2.product_type
  GROUP BY product_type
);

可以看出上面这两个语句的区别吗？ 在第二条SQL语句也就是关联子查询中我们将外面的product表标记为p1，将内部的product设置为p2，而且通过WHERE语句连接了两个查询。

但是如果刚接触的话一定会比较疑惑关联查询的执行过程，这里有一个博客讲的比较清楚。在这里我们简要的概括为：

  1. 首先执行不带WHERE的主查询
  2. 根据主查询讯结果匹配product_type，获取子查询结果
  3. 将子查询结果再与主查询结合执行完整的SQL语句

在子查询中像标量子查询，嵌套子查询或者关联子查询可以看作是子查询的一种操作方式即可。

视图和子查询是数据库操作中较为基础的内容，对于一些复杂的查询需要使用子查询加一些条件语句组合才能得到正确的结果。但是无论如何对于一个SQL语句来说都不应该设计的层数非常深且特别复杂，不仅可读性差而且执行效率也难以保证，所以尽量有简洁的语句来完成需要的功能。