MySQL-day02-约束和范式

今日内容

1. DQL:查询语句
	1. 排序查询
	2. 聚合函数
	3. 分组查询
	4. 分页查询

2. 约束
3. 多表之间的关系
4. 范式
5. 数据库的备份和还原

1.DQL:查询语句(重点掌握)

1.1 排序查询

语法

SELECT 字段名 FROM 表名 [WHERE条件] ORDER BY 字段名 [ASC|DESC];

ASC: 升序，默认值
DESC: 降序

注意
- 如果有多个排序条件，则当前边的条件值一样时，才会判断第二条件。
例子
- 查询所有数据,使用年龄降序排序
```
select * from student order by age desc;
```
- 查询所有数据,在年龄降序排序的基础上，如果年龄相同再以数学成绩升序排序
```
select * from student order by age desc, math asc;
```

补充案例

计算math 和 english总成绩并按照总成绩降序排序

SELECT NAME , math + IFNULL(english,0)  score FROM stu ORDER BY score DESC;

order by 总结
- order by 子句后可以支持那些内容？
```
表中的字段  函数  
```
- order by 执行顺序？
```
最后再执行  除了limit语句
```

1.2 聚合函数

什么是sql函数

当我们学习编程语言的时候，经常会遇到函数。函数的好处是，它可以把我们经常使用的代码封装起来，需要的时候直接调用即可。这样既提高了编写代码的效率，又提高了可维护性。在sql中函数主要要对数据进行处理！
常用的sql函数
- 算术函数
- 字符串函数
- 日期函数
- 转换函数
- 聚合函数/聚集函数

语法

SELECT 聚合函数(列名) FROM 表名;

五个聚合函数

  | 聚合函数                  | 说明               |
  | ------------------------- | ------------------ |
  | count(\*\) \| count(主键) | 计算表中的总记录数 |
  | max                       | 计算最大值         |
  | min                       | 计算最小值         |
  | sum                       | 计算和             |
  | avg                       | 计算平均值         |

注意：聚合函数的计算，排除null值。
解决方案：
1. 选择不包含非空的列进行计算
2. IFNULL函数

其他函数

  | 函数名                       | 说明     | 作用                                                         |
  | ---------------------------- | -------- | ------------------------------------------------------------ |
  | length(str)                  | 字符函数 | 获取字符的字节个数                                           |
  | upper(str)                   | 字符函数 | 将字符转换为大写字符                                         |
  | lower(str)                   | 字符函数 | 将字符转换为小写字符                                         |
  | substring(str,pos)           | 字符函数 | 截取从指定索引处后面所有的字符                               |
  | substring(str,pos,len)       | 字符函数 | 截取从pos索引开始截取len个字符                               |
  | replace(str,from_str,to_str) | 字符函数 | 将str中的字符 from_str字符替换成to_str字符                   |
  | round(x)                     | 数学函数 | 四舍五入                                                     |
  | round(x,d)                   | 数学函数 | 四舍五入  d:代表的是保留小数点后几位                         |
  | cell(x)                      | 数学函数 | 向上取整                                                     |
  | floor(x)                     | 数学函数 | 向下取整                                                     |
  | mod(n,m)                     | 数学函数 | 取余数   mod(10,3) 相当于: select 10 % 3                     |
  | str_to_date(str,format)      | 日期函数 | 将日期字符转换成指定格式的日期 str_to_date('1990-11-11','%Y-%m-%d'); |
  | date_format(date,format)     | 日期函数 | 将日期转换成字符  date_format(now(),'%Y/%m/%d');             |

例子:
- 查询 id 字段，如果为 null，则使用 0 代替
```
select ifnull(id,0) from student;
```
- 查询总记录数-利用 IFNULL()函数，如果记录为 NULL，给个默认值，这样统计的数据就不会遗漏
```
select count(ifnull(id,0)) from student;
```
- 查询年龄大于 20 的总数
```
select count(*) from student where age>20;
```
- 查询数学成绩总分
```
select sum(math) 总分 from student;
```
- 查询数学成绩平均分
```
select avg(math) 平均分 from student;
```
- 查询数学成绩最高分
```
select max(math) 最高分 from student;
```
- 查询数学成绩最低分
```
select min(math) 最低分 from student;
```

1.3 分组查询

语法

SELECT 字段 1,字段 2... FROM 表名 [where条件] GROUP BY 分组字段 [HAVING 条件] [order by];

注意
- 分组之后查询的字段：分组字段、聚合函数
- where 和 having 的区别？
  - where 在分组之前进行限定，如果不满足条件，则不参与分组。having在分组之后进行限定，如果不满足结果，则不会被查询出来 where 对基本的条件筛选
  - where 后不可以跟聚合函数，having可以进行聚合函数的判断。
where 操作的数据源: 原始表

having 操作的数据源: 结果集

例子

按照性别分组。分别查询男、女同学的平均分
```
SELECT sex , AVG(math) FROM student GROUP BY sex;
```

按照性别分组。分别查询男、女同学的平均分,人数

SELECT sex , AVG(math),COUNT(id) FROM student GROUP BY sex;

按照性别分组。分别查询男、女同学的平均分,人数要求：分数低于70分的人，不参与分组

SELECT sex , AVG(math),COUNT(id) FROM student WHERE math > 70 GROUP BY sex;

按照性别分组。分别查询男、女同学的平均分,人数要求：分数低于70分的人，不参与分组,分组之后。人数要大于2个人

SELECT sex , AVG(math),COUNT(id) FROM student WHERE math > 70 GROUP BY sex HAVING COUNT(id) > 2;

-- 最终写法
SELECT sex , AVG(math),COUNT(id) 人数 FROM student WHERE math > 70 GROUP BY sex HAVING 人数 > 2;

案例

按照address进行分组,并且math>60分的人员 , 分组完成之后,我只要人数>=2,并按照人数降序排序

SELECT 
	address,
	COUNT(id) AS c
FROM 
	student
WHERE
	math > 60
GROUP BY 
	address
HAVING 
	c>=2
ORDER BY
	c DESC;
	
#######################
SELECT address,COUNT(id) AS c
FROM student
WHERE math > 60
GROUP BY address
HAVING c>=1
ORDER BY c DESC	;

1.4 分页查询

语法

SELECT *|字段列表 [as 别名] FROM 表名 [WHERE 子句] [GROUP BY 子句][HAVING 子句][ORDER BY 子句][LIMIT 子句];

LIMIT语法格式
- 格式
```
LIMIT offset,length;
```
  - offset：起始行数，从 0 开始计数，如果省略，默认就是 0
  - length：返回的行数

计算公式

开始的索引 = （当前的页码 - 1） * 每页显示的条数

例子

-- 每页查询显示3条数据
SELECT * FROM student LIMIT 0,3; -- 第1页
SELECT * FROM student LIMIT 3,3; -- 第2页
SELECT * FROM student LIMIT 6,3; -- 第3页

2. 约束

2.1 约束简介

2.1.1 什么是约束

概念

对表中的数据进行限定，保证数据的正确性、有效性和完整性。

2.2.2 约束的分类

| 约束        | 说明                          |
| :---------- | :---------------------------- |
| primary key | 主键约束:非空且唯一           |
| not null    | 非空约束 : 某一列的值不能为空 |
| unique      | 唯一约束 : 某一列的值不能重复 |
| foreign key | 外键约束                      |

2.2 约束详解

2.2.1 非空约束

create table 表名(

列名1 数据类型约束,

);

创建表时添加约束

CREATE TABLE stu(
	id INT,
	NAME VARCHAR(20) NOT NULL -- name为非空
);

创建表完后，添加非空约束

ALTER TABLE stu MODIFY NAME VARCHAR(20) NOT NULL;

删除name的非空约束

 ALTER TABLE stu MODIFY NAME VARCHAR(20);

2.2.2 唯一约束

创建表时，添加唯一约束
```
CREATE TABLE stu(
 	id INT,
 	phone_number VARCHAR(20) UNIQUE -- 手机号
);
```
- 注意
  - 唯一约束可以有NULL值,也可以有多个null值

表创建完后，添加唯一约束

ALTER TABLE stu MODIFY phone_number VARCHAR(20) UNIQUE;

删除唯一约束

ALTER TABLE stu DROP INDEX phone_number;

2.2.3 主键约束

在创建表时，添加主键约束：primary key

create table stu(
	id int primary key ,-- 给id添加主键约束
	name varchar(20)
);

注意
- 含义：非空且唯一
- 一张表只能有一个字段为主键
- 主键就是表中记录的唯一标识

创建完表后，添加主键

ALTER TABLE stu MODIFY id INT PRIMARY KEY;

创建完表后，删除主键

-- 错误 alter table stu modify id int ;
ALTER TABLE stu DROP PRIMARY KEY;

2.2.4 自动增长

概念

如果某一列是数值类型的，使用 auto_increment 可以来完成值得自动增长

在创建表时，添加主键约束，并且完成主键自增长

create table stu(
    id int primary key auto_increment,-- 给id添加主键约束
    name varchar(20)
);

添加自动增长

ALTER TABLE stu MODIFY id INT AUTO_INCREMENT;

删除自动增长
```
ALTER TABLE stu MODIFY id INT;
```

综合案例

/*
  创建一个person表
	pid 主键 自动增长
	pname 不为空
	phone_number 不为空,且唯一
	address 不为空 
	id_card 不为空,且唯一
*/

-- 创建Person表
CREATE TABLE person(
	pid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	pname VARCHAR(30) NOT NULL,
	phone_number VARCHAR(11) UNIQUE,
	address VARCHAR(50) NOT NULL ,
	id_card VARCHAR(20) NOT NULL UNIQUE
);

-- 添加一条数据
INSERT INTO person(`name`,`phone_number`,`card_number`) VALUES 
('张三','13814381438','411411198311114123');

2.2.4 外键约束

概念

foreign key,让表与表产生关系，从而保证数据的正确性。

数据准备

-- 创建部门表(id,dep_name,dep_location)
-- 一方，主表
CREATE TABLE department(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	dep_name VARCHAR(20),
	dep_location VARCHAR(20)
);


-- 创建员工表(id,name,age,dep_id)
-- 多方，从表
CREATE TABLE employee(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	NAME VARCHAR(20),
	age INT,
	dep_id INT, -- 外键对应主表的主键
	-- CONSTRAINT dept_emp_fk_id  可以省略不写
	CONSTRAINT dept_emp_fk_id FOREIGN  KEY (dep_id) REFERENCES department (id)
	 
);


-- 添加 2 个部门
INSERT INTO department VALUES(NULL, '研发部','广州'),(NULL, '销售部', '深圳');
SELECT * FROM department;
-- 添加员工,dep_id 表示员工所在的部门
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('张三', 20, 1);
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('李四', 21, 1);
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('王五', 20, 1);
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('老王', 20, 2);
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('大王', 22, 2);
INSERT INTO employee (NAME, age, dep_id) VALUES ('小王', 18, 2);
SELECT * FROM employee;

在创建表时，添加外键

-- 语法
create table 表名(
    ....
    外键列
    constraint 外键名称 foreign key (外键列名称) references 主表名称(主表列名称)
);

创建表之后，添加外键

ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名称) REFERENCES 主表名称(主表列名称);

删除外键

ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;

级联操作

CREATE TABLE pp(
	pid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	pname VARCHAR(30) NOT NULL,
	phone VARCHAR(11) NOT NULL UNIQUE,
	p_fk_id INT
	-- 创建表的时候,添加外键和级联操作,两个级联操作可以同时加上,也可以单独加
	CONSTRAINT pp_p_fk FOREIGN KEY (p_fk_id) REFERENCES p1(id) ON UPDATE CASCADE  ON DELETE CASCADE
);

分类
- 级联更新：ON UPDATE CASCADE
- 级联删除：ON DELETE CASCADE

添加级联

ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名称) REFERENCES 主表名称(主表列名称) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE

总结:
- 添加约束的时候,建议创建表的时候添加约束 , 不建议大家删除约束
- 级联尽量避免设置级联效率低
- 设置外键一般不设置外键(建立逻辑外键,不建立实际外键)

3.数据库的设计

3.1 多表之间的关系(了解)

3.1.1 分类

一对一(了解)

* 如：人和身份证
* 分析：一个人只有一个身份证，一个身份证只能对应一个人

一对多(多对一)

* 如：部门和员工
* 分析：一个部门有多个员工，一个员工只能对应一个部门

多对多

* 如：学生和课程
* 分析：一个学生可以选择很多门课程，一个课程也可以被很多学生选择

3.1.2 实现关系

一对多(多对一)

* 如：部门和员工
* 实现方式：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键。

多对多

* 如：学生和课程
* 实现方式：多对多关系实现需要借助第三张中间表。中间表至少包含两个字段，这两个字段作为第三张表的外键，分别指向两张表的主键

一对一(了解)

* 如：人和身份证
* 实现方式：一对一关系实现，可以在任意一方添加唯一外键指向另一方的主键。

3.1.3 案例

创建旅游线路分类表 tab_category

-- 创建旅游线路分类表 tab_category
-- cid 旅游线路分类主键，自动增长
-- cname 旅游线路分类名称非空，唯一，字符串 100
CREATE TABLE tab_category (
    cid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    cname VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE
);

创建旅游线路表 tab_route

-- rid 旅游线路主键，自动增长
-- rname 旅游线路名称非空，唯一，字符串 100
-- price 价格
-- rdate 上架时间，日期类型
-- cid 外键，所属分类
CREATE TABLE tab_route(
    rid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    rname VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE,
    price DOUBLE,
    rdate DATE,
    cid INT,
    FOREIGN KEY (cid) REFERENCES tab_category(cid)
);

创建用户表 tab_user

	-- uid 用户主键，自增长
	-- username 用户名长度 100，唯一，非空
	-- password 密码长度 30，非空
	-- name 真实姓名长度 100
	-- birthday 生日
	-- sex 性别，定长字符串 1
	-- telephone 手机号，字符串 11
	-- email 邮箱，字符串长度 100
	
    CREATE TABLE tab_user (
        uid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        username VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
        PASSWORD VARCHAR(30) NOT NULL,
        NAME VARCHAR(100),
        birthday DATE,
        sex CHAR(1) DEFAULT '男',
        telephone VARCHAR(11),
        email VARCHAR(100)
    );

收藏表 tab_favorite

-- rid 旅游线路 id，外键
-- date 收藏时间
-- uid 用户 id，外键
-- rid 和 uid 不能重复，设置复合主键，同一个用户不能收藏同一个线路两次

CREATE TABLE tab_favorite (
    rid INT, -- 线路id
    DATE DATETIME,
    uid INT, -- 用户id
    -- 创建复合主键
    PRIMARY KEY(rid,uid), -- 联合主键
    FOREIGN KEY (rid) REFERENCES tab_route(rid),
    FOREIGN KEY(uid) REFERENCES tab_user(uid)
);

总结:
- 一个用户可以收藏多条线路 , 线路也可以被多个用户所收藏用户与收藏线路表: 多对多的关系,必须建立中间表
- 线路分类中可以有多条线路线路分类表和收藏表一对多的关系

3.2 数据库设计的范式

概念

设计数据库时，需要遵循的一些规范。要遵循后边的范式要求，必须先遵循前边的所有范式要求
设计关系数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小。
目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式)

分类
- 第一范式（1NF）：每一列都是不可分割的原子数据项
- 第二范式（2NF）：在1NF的基础上，非码属性必须完全依赖于码（在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖）
  - 概念
    - 函数依赖：A–>B, 如果通过A属性(属性组)的值，可以确定唯一B属性的值。则称B依赖于A
      例如：学号–>姓名。（学号，课程名称） --> 分数
    - 完全函数依赖：A–>B, 如果A是一个属性组,则B属性值得确定需要依赖于A属性组中所有的属性值。
      
      例如：（学号，课程名称） --> 分数
    - 部分函数依赖：A–>B，如果A是一个属性组，则B属性值得确定只需要依赖于A属性组中某一些值即可。
      例如：（学号，课程名称） – > 姓名
    - 传递函数依赖：A–>B, B – >C . 如果通过A属性(属性组)的值，可以确定唯一B属性的值，在通过B属性（属性组）的值可以确定唯一C属性的值，则称 C 传递函数依赖于A
    例如：学号–>系名，系名–>系主任
    - 码：如果在一张表中，一个属性或属性组，被其他所有属性所完全依赖，则称这个属性(属性组)为该表的码
      
      例如：该表中码为：（学号，课程名称）
      主属性：码属性组中的所有属性
      非主属性：除过码属性组的属性
- 第三范式（3NF）：在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）

4.数据库的备份和还原

4.1 使用命令行备份和还原

备份

mysqldump -u用户名 -p密码 数据库名称 > 保存的路径

还原

1. 登录数据库
2. 创建数据库
3. 使用数据库
4. 执行文件。source 文件路径

4.2 使用图形化工具

选中要备份的数据库,右键选择【备份/导出】

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-l1yoVgBe-1575642187397)(图1.png)]

然后在选择【备份数据库,转储到SQL】

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HXtXSHTA-1575642187398)(图2.png)]

在弹出的对话框中选择【结构和数据】在【Export to】选择保存的路径

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ENq0eWEW-1575642187399)(图3.png)]

最后选择【导出】即可

以确定唯一C属性的值，则称 C 传递函数依赖于A

          **例如**：学号-->系名，系名-->系主任

  * **码**：如果在一张表中，一个属性或属性组，被其他所有属性所完全依赖，则称这个属性(属性组)为该表的码

    **例如**：该表中码为：（学号，课程名称）
     **主属性**：码属性组中的所有属性
     **非主属性**：除过码属性组的属性

第三范式（3NF）：在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）

4.数据库的备份和还原

4.1 使用命令行备份和还原

备份

mysqldump -u用户名 -p密码 数据库名称 > 保存的路径

还原

1. 登录数据库
2. 创建数据库
3. 使用数据库
4. 执行文件。source 文件路径

4.2 使用图形化工具

选中要备份的数据库,右键选择【备份/导出】

在这里插入图片描述

然后在选择【备份数据库,转储到SQL】

在这里插入图片描述

在弹出的对话框中选择【结构和数据】在【Export to】选择保存的路径

在这里插入图片描述

最后选择【导出】即可

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