3、【数据库技术】SQL语言

三、SQL语言

SQL语言：结构化查询语言的简称，是关系数据库的标准语言。SQL是一种通用的、功能极强的关系数据库语言，是对关系数据存取的标准接口，也是不同数据系统之间互相操作的基础。集数据查询、数据操作、数据定义和数据控制功能于一体。
数据查询：即根据相关条件从数据库中查找数据；关键字：select
数据定义：数据定义功能包括模式定义、表定义、视图定义和索引定义。关键字：Create、Drop、Alter
数据操作：即数据库的增删改查等操作。关键字：Insert、Updata、Delete
数据控制：用来授权或回收数据库的某种特权，并控制数据库操纵事务发生的时间及效果。关键字：GRANT、REVORK

SQL支持三级模式结构：视图 -> 外模式基本表 -> 模式存储文件 -> 内模式

下面以表为例，为大家展示一下，表的数据定义、数据操作、数据查询和数据控制。

（1）数据定义

数据库系统支持的数据类型有：

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	长整数（也可以写作INTEGER）
SMALLINT	短整数
NUMERIC（p,d）	定点数，由p位数字（不包括符号、小数点）组成，小数后面有d位数字
REAL	取决于机器精度的浮点数
Double Precision	取决与机器精度的双精度浮点数
FLOAT（n）	浮点数，精度至少为n位数字
DATE	日期，包含年、月、日，格式为YYYY-MM-DD
TIME	时间，包含一日的时、分、秒，格式为HH：MM：SS

SQL数据定义语句操作的对象有：模式、表、视图和索引

操作对象	创建	删除	修改
模式	CREATE SCHEMA	DROP SCHEMA
表	CREATE TABLE	DROP TABLE	ALTER TABLE
视图	CREATE VIEW	DROP VIEW
索引	CREATE INDEX	DROP INDEX

表定义
SQL创建表语句的一般格式为：

CREATE TABLE <表名>
（<列名> <数据类型> [<列级完整性约束>]
[，<列名> <数据类型> [<列级完整性约束>]] ...
[,<表级完整性约束>]）;

其中<数据类型>可以是数据库系统支持的各种数据类型，包括长度和精度。[]内的内容是可选的。

列级完整性约束为针对单个列（本列）的完整性约束，包括PRIMARY KEY、REFERENCES表名（列名）、UNIQUE、NOT NULL等。

表级完整性约束可以是基于表中多列的约束，包括PRIMARY KEY（列名）、FOREIGN KEY REFERENCES 表名（列名）等。
【示例】

create table instructor2( 
    id char(5) not null, 
    name varchar(20) not null, 
    dept_name varchar(20) not null, 
    salary numeric(8,2), 
    primary key(id) 
);

（2）数据操作

插入元组，语法如下：

    insert into 关系名 values(每个属性对应的值);//关系名，即表名

【示例】

    insert into instructor2 values(00001,'ai','math',2500.37); 
    insert into instructor2 values(00002,'la','math',3700.89);
    insert into instructor2 values(00003,'bi','math',5400.45); 
    insert into instructor2 values(00004,'ma','english',1450.23); 
    insert into instructor2 values(00005,'ye','english',3421.34); 
    insert into instructor2 values(00006,'er','technology',10000.65);

删除所有元组，语法如下：

    delete from <关系名>；//关系名，即表名

使用该语句删除所有元组后，关系和属性仍是存在，你可以继续对该关系进行插入元组操作。

删除关系，语法如下：

    drop table <关系名> [RESTRICT | CASCADE]；//关系名，即表名

使用该语句删除关系后，该关系就彻底被销毁了。

[]内的内容可选，若选择RESTRICT，则该表的删除是有限制条件的。欲删除的表不能被其他表的约束所引用（CHECK， FOREIGN KEY等约束），不能有视图，不能有触发器，不能有存储过程或函数等，如果存在这些依赖该表的对象，则此表不能被删除。

若选择CASCADE：则该表的删除没有限制条件，在删除表的同时，相关的依赖对象，例如视图，都将被一起删除。

缺省情况是RESTRICT；

修改表
表的修改操作包括，添加、删除、修改属性等。修改表的语法如下：

    alter table <关系名> 
    [add <新列名> <数据类型> [完整性约束]]
    [drop <完整性约束名>]
    [alter column <列名> <数据类型>]

add子句用于增加新列和新的完整性约束条件，drop子句用于删除指定的完整性约束条件，alter column子句用于修改原有的列定义，包括修改列名和数据类型。
【示例1】添加新的属性

    alter table instructor2 add firstname varchar(20),
				lastname varchar(20);

【示例2】删除已有属性

    alter table instructor2 drop 
    			firstname ,lastname ;

【示例3】修改已有属性的数据类型

    alter table instructor2 alter column id int;

【示例4】增加某个属性的唯一值的约束条件

    alter table instructor2 add unique(id);

（3）数据查询

表单查询

选择查询若干列：

    select Sno from Student;

查询全部列：

    select * from Student;

查询经过计算的列：

    select 2004-Sage from Student;

用户可以通过指定别名来改变查询结果的列标题，这对于含算数表达式、常量、函数名的目标列表达式尤为有用。例如：

    select Sname NAME, 'Year of Birth:' BIRTH, 2004-Sage BIRTHDAY,
           LOWER(Sdept) DEPARTMENT 
    from Student;

消除取值重复的行：

    select distinct Sno from SC;

查询满足条件的元组
查询满足指定条件的元组可以通过WHERE子句实现。WHERE子句常用的查询条件如下表所示：

查询条件	谓词
比较	=， >， <， >=， <=， !=， <>， !>， !<， NOT+等比较运算符
确定范围	BETWEEN AND, NOT BETWEEN AND
确定集合	IN, NOT IN
字符匹配	LIKE， NOT LIKE
空值	IS NULL， IS NOT NULL
多重条件（逻辑运算）	AND，OR，NOT

（a）比较大小
进行比较的运算符一般包括：
=（等于）， >（大于）， <（小于）， >=（大于等于）， <=（小于等于）， !=或<>（不等于）， !>（不大于）， !<（不小于）。
【示例】

    select Sname from Student WHERE Sdept = 'CS';

RDBMS执行该查询的一种可能过程是：对Student表进行全表扫描，取出一个元组，检查该元组在Sdept列的值是否等与’CS’。如果相等，则取出Sname列的值形成一个新的元组输出，否则则跳过该元组，取下一个元组。

如果全校有数万个学生，计算机系的学生人数是全校的5%左右，可以在Student表的Sdept列上建立索引，系统会利用该索引找出Sdept='CS’的元组，从中取出Sname列值形成结果关系。这就避免了对Student表的全表扫描，加快查询。注意如果学生较少，索引查找不一定能提高查询效率，系统仍会使用权标扫描。这由查询优化器按照某些规则或估计执行代价来做出选择。

（b）确定范围
谓词BETWEEN…AND…和NOT BETWEEN…AND…可以用来查找属性值在（或不在）指定范围内的元组，其中BETWEEN后是范围的下限（即低值），AND后面是范围的上限（即高值）。

    select Sname, Sdept, Sage from Student where Sage between 20 and 30;

（c）确定集合
谓词IN可以用来查找属性值属于指定集合的元组。

【示例】查询计算机系（CS）、数学系（MA）和信息系（IS）学生姓名和学号。

    select Sname, Ssex from Student where Sdept IN ('CS', 'MA', 'IS');

与谓词IN相对的谓词是NOT IN，用于查询属性值不属于某个集合的元组。

（d）字符匹配
谓词LIKE可以用来进行字符串匹配。其一般语法格式如下：

    [NOT] LIKE '<匹配串>'[ESCAPE '<换码字符>']

其含义是查找指定的属性列值与<匹配串>相匹配的元组。<匹配串>可以是一个完整的字符串，也可以含有通配符%和_。其中：

%（百分号）：代表任意长度（长度可以为0）的字符串。例如a%b表示以a开头，以b结尾的任意长度的字符串。如abc、addgb等。

_（下横线）：代表任意单个字符。例如：a_b表示以a开头，以b结尾的长度为3的任意字符串。

    select * from Student where Sno LIKE '20021232';
    等价于
    select * from Student where Sno='20021232';

如果LIKE后面匹配串中不含通配符，则可以用=运算符取代LIKE谓词，用！=或者<>运算符取代NOT LIKE谓词。

注意：如果用户要查询的字符串本身就含有通配符%或_，这时就要使用ESCAPE’<换码字符>'短语，对通配符进行转义了。
【示例】

    select Cno, Ccredit from Course where Cname LIKE 'DB\_DESGN' ESCAPE '\';

ESCAPE ''表示“\”为换码字符。这样匹配串中紧跟在“\”后面的字符“”不再具有通配符的含义，转义为普通的“”字符。

    select * from Course where Cname LIKE 'DB\_%i__' ESCAPE '\';

这里的匹配串为’DB_%i__’。第一个_ 前面有个换码字符\，所以它被转义为普通的_字符，而后面的两个__前面均没有换码字符\，所以它们仍作为通配字符。

（e）涉及空值的查询

    select Sno, Cno from SC where Grade is NULL;

注意：这里的 is 不能用=代替。

（f）多重查询条件
逻辑运算符AND和OR可以用来联结多个查询条件，AND的优先级高于OR，当用户可以用括号改变优先级。

    select Sname from Student where Sdept='CS' AND Sage < '20';


    select Sname, Ssex from Student where Sdept = 'CS' OR Sdept = 'MA' OR Sdept = 'IS';

（g）ORDER BY子句

用户可以用ORDER BY子句对查询结果按照一个或多个属性列的升序（ASC）或降序（DESC）排列，缺省值为升序。

    select Sno, Grade from SC where Cno='3' ORDER BY Grade DESC;

对于空值，若按升序排，含空值的元组将最后显示，若按降序排，空值的元组将最先显示。

（h）聚集函数
为了进一步方便用户使用，增强检索功能，SQL提供了许多的聚集函数，主要有：

    COUNT(DISTINCT | ALL] *)//统计元组个数
    COUNT([DISTINCT | ALL]<列名>)//统计一列中值的个数
    SUM([DISTINCT | ALL]<列名>)//计算一列值的总和（此列必须是数值型）
    AVG([DISTINCT | ALL]<列名>)//计算一列的平均值
    MAX([DISTINCT | ALL]<列名>)//求一列值中的最大值
    MIN([DISTINCT | ALL]<列名>)//求一列值中的最小值

如果指定DISTINCT短语，则表示在计算时要取消指定列中的重复值。如果不指定DISTINCT短语或指定ALL短语（ALL为缺省值），则表示不取消重复值。

（i）GROUP BY子句

GROUP BY子句将查询结果按照某一列或多列的值分组，值相等的为一组。
对查询结果分组的目的是为了细化聚集函数的作用对象。如果未对查询结果进行分组，聚集函数将作用于整个查询结果，分组后，聚集函数将作用于每个组，即每一组都有一个函数值。

    select Cno, COUNT(Sno) from SC GROUP BY Cno;

该语句对查询结果按Cno的值分组，所有具有相同Cno值的元组为一组，然后对每一组作用聚集函数COUNT计算，一求得该组的学生人数。

如果分组后还要求按一定的条件对这些组进行筛选，最终只输出满足指定条件的组，则可以使用HAVING短语指定筛选条件。

    select Sno from SC GROUP BY Sno HAVING COUNT(3) > 3;

这里先用GROUP BY子句按Sno进行分组，再用聚集函数COUNT对每一组计数。HAVING短语给出了选择组的条件，只有满足条件（即元组个数大于3，表示此学生选修的课超过3门）的组才会被选出来。

where子句与HAVING短语的区别在于作用对象不同。where子句作用于基本表或视图，从中选择满足条件的元组，HAVING短语作用于组，从中选择满足条件的组。

（j）连接查询

若一个查询同时涉及两个以上的表，则称之为连接查询。连接查询是关系数据库中最重要的查询，包括等值连接查询、自然连接查询、非等值连接查询、自身连接查询、外连接查询和复合条件连接查询等。

连接查询的where子句中用来连接两个表的条件称为连接条件或连接谓词，其一般格式为：

    [<表名1>.]<列名1> <比较运算符> [<表名2>.]<列名2>

当连接运算符为=时，称为等值连接，使用其他运算符称为非等值连接。

（k）嵌套查询
在SQL语句中，一个select-from-where语句称为一个查血块。将一个查询块嵌套在另一个查询块的where子句或者HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询。

（l）集合查询
select语句的查询结果是元组的集合，所以多个select语句的结果可进行集合操作。集合操作主要包括并操作UNION、交操作INTERSECT和差操作EXCEPT。注意，参加集合操作的各查询结果的列数必须相同；对应项的数据类型也必须相同。

select语句是SQL的核心语句，从上面的例子可以看出其语句成分丰富多样，下面总结一下它们的一般格式。

    select [all | distinct]<目标表达式>[别名][,<目标表达式> [别名]] ...
    from <表名或视图名> [别名][，<表名或视图名> [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]];

（4）数据控制

SQL的数据控制功能包括事务管理功能和数据保护功能，即数据库的回复、并发控制，数据库的安全性和完整性控制等。SQL语句有：GRANT(授权)、REVOKE(收权)
GRANT语句的一般格式：

    GRANT <权限>[,<权限>] ...
    [ON <对象名>[,<对象名>]] ...
    TO <用户>[,<用户>] ...
    [WITH GRANT OPTION];

GRANT语句的功能：将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户。
操作权限

对象	对象类型	操作权限
属性列	TABLE	SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, ALL, RIVIEGES
视图	TABLE	SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, ALL, RIVIEGES
基本表	TABLE	SELECT, INSERET, UPDATE, DELETE, ALTER, INDEX, ALL, PRIVIEGES
数据库	DATABASE	CREATERTAB

【示例】把修改学生学号和修改学生姓名的权限授权个用户U1

    GRANT UPDATE(Sno), UPDATE(Sname)
    ON Student
    TO U1;

指定了WITH GRANT OPTION子句：表示获得某种权限的用户还可以吧这种权限再授权给别的用户。

没有指定WITH GRANT OPTION子句：获得某种权限的用户只能使用该权限，不能传播该权限。
【示例】

    GRANT SELECT 
    ON Course
    TO U1
    WITH GRANT OPTION;

REVOKE语句的功能：收回授予某个用户的某种权限。

REVOKE语句的一般格式为：

    REVOKE <权限>[,<权限>]
    [ON <对象类型> <对象名>]
    FROM <用户>[,<用户>]

    REVOKE select
    ON Student
    FROM U1;

3、【数据库技术】SQL语言

三、SQL语言

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