【数据库作业8】SQL练习5 - SELECT（嵌套查询EXISTS、集合查询、基于派生表的查询）

• 带有EXISTS谓词的子查询
• 集合查询
• 基于派生表的查询
• Select总结

学完查询啦！！嘻嘻嘻这周系统看一遍前边，写了博客真的蛮方便！那俺开始了。

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带有EXISTS谓词的子查询

EXISTS谓词：存在量词 $\exists$
若内层查询结果非空，则外层的WHERE子句返回真值
若内层查询结果为空，则外层的WHERE子句返回假值

NOT EXISTS谓词
若内层查询结果非空，则外层的WHERE子句返回假值
若内层查询结果为空，则外层的WHERE子句返回真值

注⬇
带有EXISTS谓词的子查询不返回任何数据，只产生逻辑真值“true”或逻辑假值“false”。
由EXISTS引出的子查询，其目标列表达式通常都用 * ，因为带EXISTS的子查询只返回真值或假值，给出列名无实际意义。

【例3.60】查询所有选修了1号课程的学生姓名。
本查询涉及Student和SC关系，
在Student中依次取每个元组的Sno值，用此值去检查SC表，
若SC中存在这样的元组，其Sno值等于此Student.Sno值，并且其Cno= ‘1’，则取此Student.Sname送入结果表。

SELECT Sname
FROM Student
WHERE EXISTS(SELECT *
             FROM SC
             WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

【例3.61】查询没有选修1号课程的学生姓名。
在Student中依次取每个元组的Sno值，用此值去检查SC表，
若SC中存在这样的元组，其Sno值等于此Student.Sno值，并且其Cno= ‘1’（内层查询为非空），则WHERE取假，结果不符合。
若SC中不存在这样我元组（内层为空），WHERE取真，这时取此Student.Sname送入结果表。

SELECT Sname
FROM Student
WHERE NOT EXISTS(SELECT *
                 FROM SC
                 WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

不同形式的查询间的替换
一些带EXISTS或NOT EXISTS谓词的子查询不能被其他形式的子查询等价替换。
所有带IN谓词、比较运算符、ANY和ALL谓词的子查询都能用带EXISTS谓词的子查询等价替换。

【例 3.55】查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。
可以用带EXISTS谓词的子查询替换：
本查询涉及Student S1 S2关系，
在Student S1中依次取每个元组的Sno值，用此值去检查S2表，
若S2中的元组的Sdept值等于此S1.Sdept值，并且S2.name= ‘刘晨’，则取此S1.Sno,Sname,Sdept送入结果表。

SELECT Sno,Sname,Sdept
FROM Student S1
WHERE EXISTS(SELECT *
             FROM Student S2
             WHERE S2.Sdept=S1.Sdept AND S2.Sname='刘晨');

★★★用EXISTS/NOT EXISTS实现全称量词★★★
SQL语言中没有全称量词 $\forall$ （For all）
可以把带有全称量词的谓词转换为等价的带有存在量词的谓词：
$(\forall x)P \equiv \neg (\exists x(\neg P))$

【例3.62】查询选修了全部课程的学生姓名。
转义后的表达：没有一门课程是他不选修的。

相关子查询：从外向内
1.在Student中取201215121
2.到第二层，Course取2
3.到第三层，WHERE Sno=201215121 AND Cno=1 T
4.返回二层，Course=2
5.到第三层，WHERE Sno=201215121 AND Cno=2 T
……
得到第二层结果（因为是NOT EXISTS所以相反）F∨F∨F∨T∨T∨T∨T=T
得到第一层结果（同上）F
201215121没有选修全部。
在Student中取201215122，以此类推。

SELECT Sname
FROM Student
WHERE NOT EXISTS(SELECT *
                 FROM Course
                 WHERE NOT EXISTS(SELECT *
                                  FROM SC
                                  WHERE Sno=Student.Sno 
                                  AND Cno=Course.Cno
                                )
               );

★★★用EXISTS/NOT EXISTS实现逻辑蕴涵★★★
SQL语言中没有蕴涵逻辑运算
可以利用谓词演算将逻辑蕴涵谓词等价转换为： $p \rightarrow q \equiv \neg p \vee q$

【例3.63】查询至少选修了学生201215122选修的全部课程的学生号码。

用逻辑蕴涵表达：查询学号为x的学生，对所有的课程y，只要201215122学生选修了课程y，则x也选修了y。

形式化表示：（离散数学知识，我还记得!!!）
用p表示谓词 “学生201215122选修了课程y”
用q表示谓词 “学生x选修了课程y”
则上述查询为: $(\forall y) p \rightarrow q$
等价变换： $(\forall y) p \rightarrow q\equiv \neg \exists y(p∧\neg q)$
变换后语义：不存在这样的课程y，学生201215122选修了y，而学生x没有选。

相关子查询：从外向内
1.从SCX取201215121
2.二层SCY取1
3.三层WHERE SCZ.Sno=201215121 AND SCZ.Cno=1 T
4.返回二层 SCY.Sno=‘201215122’ AND F 结果：F
5.二层SCY取2
6.三层：SCZ.Sno=201215121 AND SCZ.Cno=2 T
7.返回二层 SCY.Sno=‘201215122’ AND F 结果：F
8…二层SCY取3
6.三层：SCZ.Sno=201215121 AND SCZ.Cno=3 T
7.返回二层 SCY.Sno=‘201215122’ AND F 结果：F
……
得到第二层结果 F
得到第一层结果 T
结论：201215121选修了201215122选修的全部课
……以此类推

SELECT DISTINCT Sno
       FROM SC SCX
       WHERE NOT EXISTS(SELECT *
                      FROM SC SCY
                      WHERE SCY.Sno='201215122' AND
                            NOT EXISTS(SELECT *
                                     FROM SC SCZ
                                     WHERE SCZ.Sno=SCX.Sno AND
                                           SCZ.Cno=SCY.Cno));

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集合查询

集合操作的种类
并-UNION
交-INTERSECT
差-EXCEPT

参加集合操作的各查询结果的列数必须相同
对应项的数据类型必须相同

UNION：将多个查询结果合并起来时，系统自动去掉重复元组
UNION ALL：将多个查询结果合并起来时，保留重复元组

【例3.64】查询计算机科学系的学生及年龄不大于19岁的学生。

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept= 'CS'
UNION
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<=19;

【例3.65】查询选修了课程1或者选修了课程2的学生。

SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='1'
UNION
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno= '2';

【例3.66】查询计算机科学系的学生与年龄不大于19岁的学生的交集。

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS' 
INTERSECT
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<=19

实际上就是查询计算机科学系中年龄不大于19岁的学生。
SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS' AND Sage<=19;

【例3.67】查询既选修了课程1又选修了课程2的学生。

SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='1' 
INTERSECT
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='2';

【例3.68】查询计算机科学系的学生与年龄不大于19岁的学生的差集。

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS'
EXCEPT
SELECT  *
FROM Student
WHERE Sage<=19;

实际上是查询计算机科学系中年龄大于19岁的学生
应该是单表查询里的多重条件查询
SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS' AND Sage>19;

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基于派生表的查询

子查询不仅可以出现在WHERE子句中，
还可以出现在FROM子句中，
这时子查询生成的临时派生表成为主查询的查询对象。

【例3.57】找出每个学生超过他自己选修课程平均成绩的课程号
第一个查询相当于重新创建了一个学生平均成绩的表，然后进行连接，再查询符合条件的。
第二个就是嵌套查询的相关子查询，先取SC x的第一个Sno，然后在y里求平均成绩，再跟x的Grade比较，最后返回符合条件的Sno，Cno。

个人倾向第二个（因为好写，标准懒蛋思想），理解倒是两个都挺好理解的。

SELECT Sno, Cno
FROM SC,(SELECT Sno,Avg(Grade) 
          FROM SC 
		  GROUP BY Sno)   /*每个学生的平均分*/
		  AS Avg_sc(avg_sno,avg_grade)   /*起的名字*/
WHERE SC.Sno = Avg_sc.avg_sno
                    AND SC.Grade>=Avg_sc.avg_grade


SELECT Sno, Cno    /*相关子查询*/
FROM SC x
WHERE Grade>=(SELECT AVG(Grade) 
		      FROM  SC y
		      WHERE y.Sno=x.Sno);

如果子查询中没有聚集函数，
派生表可以不指定属性列，
子查询SELECT子句后面的列名为其缺省属性。

【例3.60】查询所有选修了1号课程的学生姓名。
第一个就是先查询Student的第一个Sno的Cno是否是1（SC表内），如果是返回T，返回Sno的Sname，不是就下一个元组。
第二个是把SC表内Cno=1的查询生成派生表，再查询两个表学号相等的，返回Sname。
第三个就先把Student和SC连接，然后找Cno=1的。

我觉得相比之下第三个更好理解！

SELECT Sname
FROM Student
WHERE EXISTS(SELECT *
             FROM SC
             WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

SELECT Sname
FROM Student,(SELECT Sno FROM SC WHERE Cno='1') AS SC1
WHERE Student.Sno=SC1.Sno;

SELECT Sname
FROM Student,SC
WHERE SC.Sno=Student.Sno AND Cno='1';

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SELECT总结

SELECT [ALL|DISTINCT] 
	<目标列表达式> [别名] [ ,<目标列表达式> [别名]]…
FROM <表名或视图名> [别名] 
     [ ,<表名或视图名> [别名]]…
     |(<SELECT语句>)[AS]<别名>
[WHERE <条件表达式>]
[GROUP BY <列名1>[HAVING<条件表达式>]]
[ORDER BY <列名2> [ASC|DESC]];

• 单表查询
  • 选择表中的若干列
    1.查询指定列
    2.查询全部列
    3.查询经过计算的值
    4.使用列别名改变查询结果的列标题
  • 选择表中的若干元组
    1.消除取值重复的行
    2.比较大小
    3.确定范围
    4.确定集合
    5.字符匹配
    6.涉及空值
    7.多重条件
  • ORDER BY子句
  • 聚集函数
  • GROUP BY子句

• 连接查询
  • 等值与非等值连接查询 自然连接
  • 自身连接
  • 外连接（左外，右外）
  • 多表连接
• 嵌套查询(相关子查询，不相关子查询)
  • 带有IN谓词的子查询
  • 带有比较运算符的子查询
  • 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询
  • 带有EXISTS谓词的子查询
    1.实现全称量词
    2.实现逻辑蕴含
• 集合查询
  • 并 UNION
  • 交 INTERSECT
  • 差 EXCEPT
• 基于派生表的查询

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终于写完了！！太坎坷了！昨天刮大风把我们村变压器给刮坏了hhhh唯一的电工喝醉了叫不醒，今天上午才来电，我用流量上了一节课好卡啊啊啊，现在离开了电还真是不太行。
这次的EXISTS确实有点不好理解，但是我理解了！！离散我还记得一点点！！好多学科之间都有联系，就感觉有点神奇诶。这个NOT EXISTS给我一种双重否定表示肯定的感觉，还有那个好几层的给我一种递归的感觉，当然只是感觉，还是有很大区别的！别的倒是挺好理解，最后总结查询的时候，我呼啦呼啦写的可长，才意识到我已经学了这么多了吗！！好有成就感！