第3章关系数据库语言SQL

第3章关系数据库语言SQL本章重要概念（1）SQL数据库的体系结构，SQL的组成。（2）SQL的数据定义：SQL模式、基本表和索引的创建和撤销。（3）SQL的数据查询；SELECT语句的句法，SELECT语句的三种形式及各种限定，基本表的联接操作，SQL3中的递归查询。（4）SQL的数据更新：插入、删除和修改语句。（5）视图的创建和撤销，对视图更新操作的限制。本章概述SQL是关系数据库的标准语言，对关系模型的发展和商用DBMS的研制起着重要的作用。SQL语言是介乎于关系代数和元组演算之间的一种语言。本章详细介绍SQL的核心部分内容：数据定义、数据查询、数据更新和嵌入式SQL。关系数据库语言SQL3.1SQL的体系结构3.2SQL的数据定义3.3SQL的数据查询3.4数据更新3.5视图的定义和对视图的操作3.6嵌入式SQL3.1SQL的体系结构3.1.1SQL的产生与发展3.1.2SQL数据库的体系结构3.1.3SQL的组成返回SQL的产生与发展1970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。1972年，IBM公司开始研制实验型关系数据库管理系统SYSTEMR，配制的查询语言称为SQUARE(SpecifyingQueriesAsRelationalExpression)语言，在语言中使用了较多的数学符号。1974年，Boyce和Chamberlin把SQUARE修改为SEQUEL(StructuredEnglishQUEryLanguage)语言。后来SEQUEL简称为SQL(StructuredQueryLanguage)，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。SQL数据库的体系结构用户1用户2用户3用户4视图1视图1基本表1基本表2基本表3基本表4存储文件1存储文件2存储文件3存储文件4图3.1SQL数据库的体系结构SQL用户ViewBasetableStoredfileSQL的组成核心SQL主要有四个部分:(1)数据定义语言，即SQLDDL，用于定义SQL模式、基本表、视图、索引等结构。(2)数据操纵语言，即SQLDML。数据操纵分成数据查询和数据更新两类。其中数据更新又分成插入、删除和修改三种操作。(3)嵌入式SQL语言的使用规定。这一部分内容涉及到SQL语句嵌入在宿主语言程序中的规则。(4)数据控制语言，即SQLDCL，这一部分包括对基本表和视图的授权、完整性规则的描述、事务控制等内容。返回3.2SQL的数据定义3.2.1SQL模式的创建和撤销3.2.2基本数据类型3.2.3基本表的创建、修改和撤销3.2.4索引的创建和撤销返回SQL模式的创建和撤销SQL模式的创建可用CREATESCHEMA语句定义，其基本句法如下：CREATESCHEMA〈模式名〉AUTHORIZATION〈用户名〉DROP语句的句法如下：DROPSCHEMA〈模式名〉［CASCADE│RESTRICT］其方式有两种：CASCADE(级联式)方式。RESTRICT(约束式)方式。SQLServer2008的schemaSchma也称为架构，是形成单个命名空间的数据库实体的集合。命名空间是一个集合，其中每个元素的名称都是唯一的。以往SQLServer内的对象命名是“服务器.数据库.用户名.对象”，但新版的对象命名改为“服务器.数据库.Schema.对象”。完全限定的对象名称现在包含四部分：server.database.schema.objectSQLServer2005以后，架构独立于创建它们的数据库用户而存在。可以在不更改架构名称的情况下转让架构的所有权基本数据类型SQL提供的主要数据类型(也称为“域类型”)有：（1）数值型（2）字符串型（3）位串型（4）时间型返回AnIntroductiontoDatabaseSystemSQLServer支持的数据类型数据类型含义CHAR(n)长度为n的定长字符串VARCHAR(n)最大长度为n的变长字符串INT整数型。精度为10，长度为4字节。SMALLINT短整数。精度为5，长度为2字节。NUMERIC(p[，s])精确整数型，由p位数字（不包括符号、小数点）组成，小数后面有s位数字,长度为5-17。REAL，FLOAT(n)浮点型。使用科学计数法表示数据。如：5.6432E20DATETIME,SMALLDATETIME日期型，包含年、月、日，长度分别为8字节，4字节，分别精确到毫秒和分钟。bit位型。存储0和1，长度为1字节。Binary,varbinary二进制型。存储二进制位数据流。存储字节个数0～8000text文本型，存储大量的字符数据。请参见SQLServer实用教程表2.3（P38），或参见联机帮助。基本表的创建、修改和撤销(1)基本表的创建例3.1基本表SS（S#，SNAME，AGE，SEX）可用下列语句创建：CREATETABLES(S#CHAR(4)NOTNULL，SNAMECHAR(8)NOTNULL，AGECHAR(1)，SEXCHAR(1),PRIMARYKEY(S#))；基本表的创建、修改和撤销(2)基本表结构的修改增加新的列用“ALTER…ADD…”语句，其句法如下：ALTERTABLE基本表名ADD列名类型删除原有的列用“ALTER…DROP…”语句，句法如下：ALTERTABLE基本表名DROP列名［CASCADE│RESTRICT］此处CASCADE方式表示：在基本表中删除某列时，所有引用到该列的视图和约束也要一起自动地被删除。而RESTRICT方式表示在没有视图或约束引用该属性时，才能在基本表中删除该列，否则拒绝删除操作。基本表的创建、修改和撤销(3)例3.2在基本表S中增加一个地址（ADDRESS）列，可用下列语句：ALTERTABLESADDADDRESSVARCHAR（30）；应注意，新增加的列不能定义为“NOTNULL”。基本表在增加一列后，原有元组在新增加的列上的值都被定义为空值（NULL）。例3.3在基本表S中删除年龄（AGE）列，并且把引用该列的所有视图和约束也一起删除，可用下列语句：ALTERTABLESDROPAGECASCADE；例3.4在基本表S中S#的长度修改为6，可用下列语句：ALTERTABLESMODIFYS#CHAR（6）；基本表的创建、修改和撤销(4)基本表的撤销撤销语句的句法如下：DROPTABLE基本表名［CASCADE│RESTRICT］此处的CASCADE、RESTRICT的语义同前面句法中的语义一样。返回索引的创建和撤销索引的创建创建索引可用“CREATEINDEX”语句实现。句法如下：CREATE［UNIQUE］INDEX索引名ON基本表名（列名表）索引的撤销当索引不需要时，可以用“DROPINDEX”语句撤销，其句法如下：DROPINDEX索引名返回3.3SQL的数据查询3.3.1SELECT查询语句3.3.2SELECT语句完整的句法3.3.3SELECT语句中的限定3.3.4基本表的联接操作3.3.5SQL3中的递归查询返回SELECT查询语句(1)SELECT—FROM—WHERE句型在关系代数中最常用的式子是下列表达式：πA1,…,An(σF(R1×…×Rm))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SELECT—FROM—WHERE句型：SELECTA1，…，AnFROMR1，…，RmWHEREF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。SELECT语句完整的句法(1)SELECT语句完整的句法如下：SELECT目标表的列名或列表达式序列FROM基本表名和（或）视图序列[WHERE行条件表达式][GROUPBY列名序列[HAVING组条件表达式]][ORDERBY列名[ASC|DESC]，…]SELECT语句完整的句法(2)整个语句的执行过程如下：（1）读取FROM子句中基本表、视图的数据，执行笛卡尔积操作。（2）选取满足WHERE子句中给出的条件表达式的元组。（3）按GROUP子句中指定列的值分组，同时提取满足HAVING子句中组条件表达式的那些组。（4）按SELECT子句中给出的列名或列表达式求值输出。（5）ORDER子句对输出的目标表进行排序，按附加说明ASC升序排列，或按DESC降序排列。SELECT查询语句(2)SELECT句型使用实例例3.8教学数据中有三个基本表（关系）：S（S#，SNAME，AGE，SEX）SC（S#，C#，GRADE）C（C#，CNAME，TEACHER）下面用SELECT查询语句表达每个查询。①检索学习课程号为C2的学生学号与成绩。②检索学习课程号为C2的学生学号与姓名。③检索选修课程名为MATHS的学生学号与姓名。④检索选修课程号为C2或C4的学生学号。⑤检索不学Ｃ２课程的学生学号。（６）检索至少选修课程号为C2和C4的学生学号。（７）检索学习了全部课程的学生姓名。SELECT查询语句(4)聚合函数COUNT（*）计算元组的个数COUNT（列名）对一列中的值计算个数SUM（列名）求某一列值的总和（此列的值必须是数值型）AVG（列名）求某一列值的平均值（此列的值必须是数值型）MAX（列名）求某一列值的最大值MIN（列名）求某一列值的最小值返回SELECT语句完整的句法(3)例3.11对教学数据库的基本表S、SC、C中数据进行查询和计算。①统计每一年龄选修课程的学生人数SELECTAGE，COUNT（DISTINCTS.S#）FROMS，SCWHERES.S#=SC.S#GROUPBYAGE；由于要统计每一个年龄的学生人数，因此要把满足WHERE子句中条件的查询结果按年龄分组，在每一组中的学生年龄相同。此时的SELECT子句应对每一组分开进行操作，在每一组中，年龄只有一个值，统计的人数是这一组中的学生人数。SELECT语句完整的句法(4)②求基本表S中男同学的每一年龄组（超过50人）有多少人？要求查询结果按人数升序排列，人数相同按年龄降序排列。SELECTAGE，COUNT（S#）FROMSWHERESEX='M'GROUPBYAGEHAVINGCOUNT（*）50ORDERBY2，AGEDESC；返回SELECT语句中的限定(1)SELECT子句中的规定SELECT子句描述查询输出的表格结构，即输出值的列名或表达式。其形式如下：SELECT[ALL|DISTINCT]列名或列表达式序列|*条件表达式中的算术比较操作条件表达式中可出现算术比较运算符（＜，＜＝，＞，＞＝，＝，!＝），也可以用“BETWEEN…AND…”比较运算符限定一个值的范围。列和基本表的改名操作SELECT语句中的限定(2)字符串的匹配操作条件表达式中字符串匹配操作符是“LIKE”。在表达式中可使用两个通配符：百分号（%）：与零个或多个字符组成的字符串匹配。下划线（_）：与单个字符匹配。集合的并、交、差操作当两个子查询结果的结构完全一致时，可以让这两个子查询执行并、交、差操作。并、交、差的运算符为UNION、INTERSECT和EXCEPT。空值的比较操作SQL中允许列值为空，空值用保留字NULL表示。SELECT语句中的限定(3)集合的比较操作SQL提供SELECT语句的嵌套子查询机制。子查询是嵌套在另一个查询中的SELECT语句。（1）集合成员资格的比较（2）集合成员的算术比较（3）空关系的测试（4）重复元组的测试导出表的使用SQL2允许在FROM子句中使用子查询。如果在FROM子句中使用了子查询，那么要给子查询的结果起个表名和相应的列名。返回基本表的联接操作联接类型联接条件INNERJOIN（内联接）NATURAL（应写在联接类型的左边）LEFT