MySQL主外键以及基本查询

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主键

主键:primary key,主要的键.一张表中只能有一个字段可以使用对应的键,用来唯一的约束该字段里面的数据,不能重复:这种称之为主键.

一张表中只能有最多一个主键.

增加主键

SQL操作中有多种方式可以给表增加主键:大体分为三种.

1.在创建表的时候,直接在字段之后,跟primary key 关键字(主键本身不为空)
优点:非常直接.缺点:只能使用一个字段作为主键.


-- 增加主键
CREATE table my_pri1(
name VARCHAR(20) not null comment '姓名',
number char(10)  primary key comment '学号:itcast + 0000,不能重复'
)charset utf8;

2.在创建表的时候,在所有字段之后,使用primary key(主键字段列表) 来创建主键(如果有多个字段作为主键,可以使用复合主键)

-- 复合主键
CREATE TABLE my_pri2(
number char(10) comment '学号:itcast + 0000,不能重复',
course char(10) comment '课程代码:3901 +0000 ',
score TINYINT UNSIGNED DEFAULT 0 comment '成绩',
-- 增加主键限制:学号和课程号应该是个对应的,具有唯一性
primary key(number,course)
)charset utf8;


3.当表已经创建好之后,再次额外追加主键:可以通过修改表字段属性,也可以直接追加.

-- 追加主键
CREATE TABLE my_pri3(
course char(10) not null comment '课程编号 :3901 + 0000',
name varchar(10) not null comment '课程名字'
);

alter table my_pri3 modify course char(10) primary key comment '课程编号 :3901 + 0000';
alter table my_pri3 add primary key (course);

前提:表中字段中对应的数据本身相互独立的(不重复)

主键约束

-- 向pri1表插入数据
insert into my_pri1 values('古学星','itcast0001'),('蔡仁湾','itcast0002');
insert into my_pri2 values('itcast0001','39010001',90),('itcast0001','39010002',85),('itcast0002','39010001',92);

-- 主键冲突(重复)
insert into my_pri1 values('刘辉','itcast0002'); -- 不可以: 主键冲突
insert into my_pri2 values('itcast0001','39010001',100); -- 不可以:冲突

-- 删除主键
alter table my_pri3 drop primary key;

主键分类

在实际创建表的过程中,很少使用真实业务数据作为主键字段(业务主键,如学号,课程号);大部分的时候使用逻辑性的字段(字段没有业务含义,值是什么都没有关系),将这种字段主键称之为逻辑主键.

create table my_student(
id int primary key auto_increment comment '逻辑主键:自增长',-- 逻辑主键
number char(10) not null comment'学号',
name varchar(10) not null 
)charset utf8;

自动增长

自增长:当对应的字段,不给值,或者说给默认值,或者给null的时候,会自动的被系统触发,系统从当前字段中已有的最大值在进行+1操作,得到一个新的在不同的字段.

自增长通常是跟主键搭配.

自增长特点:auto_increment
1.任何一个字段要做自增长必须前提是本身是一个索引(key一栏有值).
2.自增长字段必须是数字(整型).
3.一张表最多只能有一个自增长.

-- 自增长
create table my_auto(
id int primary key auto_increment comment '自动增长',
name varchar(10) not null
)charset utf8;

CREATE TABLE my_auto1(
id int unique auto_increment comment '自动增长',
name varchar(10)  not null
)charset utf8;

触发自增长

1.当自增长被给定的值为NULL或者默认值的时候会触发自动增长.
2.自增长如果对应的字段输入了值,那么自增长失效: 但是下一次还是能够正确的自增长(从最大值+1).

-- 触发自增长
insert into my_auto(name) values('邓立军');
insert into my_auto values(null,'龚森');
insert into my_auto values(default,'张滔');

查看自增长
如何确定下一次是什么自增长呢? 可以通过查看表创建语句看到.

show create table my_auto;

修改自增长

自增长如果是涉及到字段改变,必须先删除自增长,后增加(一张表只能有一个自增长).

修改只能比当前已有的自增长的最大值大,不能小(小不生效)
Alter table 表名 auto_increment  = 值;


-- 修改表选项的值
alter table my_auto auto_increment = 4; -- 向下修改(小)不生效
alter table my_auto auto_increment = 10; -- 向上修改 

思考:为什么自增长是从1开始?
所有系统的实现(如字符集,校对集)都是系统内部的变量进行控制的

-- 查看自增长变量
show variables like 'auto_increment%';

可以修改变量实现不同的效果: 修改是对整个数据修改,而不是单张表: (修改是会话级)

-- 修改自增长步长
set auto_increment_increment = 5;

-- 插入记录: 使用自增长
insert into my_auto values(null,'刘阳');
insert into my_auto values(null,'邓贤师');

删除自增长

自增长是字段的一个属性:可以通过modify来进行修改(保证字段没有auto_increment即可)
Alter table 表名 modify 字段 类型;


-- 删除自增长
alter table my_auto modify id int primary key; -- 错误: 主键理论是单独存在
alter table my_auto modify id int; -- 有主键的时候,千万不要再加主键

唯一键

一张表往往有很多字段需要具有唯一性,数据不能重复:但是一张表中只能有一个主键,唯一键(unique key)就可以解决表中有多个字段需要唯一约束的问题.

唯一键的本质与主键差不多:唯一键默认的允许自动为空,而且可以多个为空(空字段不参与唯一性比较).

如果唯一键也不允许为空: 与主键的约束作用是一致的

增加唯一键

基本与主键差不多: 三种方案

1.在创建表的时候,字段之后直接跟unique/unique key

-- 唯一键
create table my_unique1(
number char(10) unique comment '学号: 唯一,允许为空',
name varchar(20) not null
)charset utf8;

2.在所有的字段之后增加unique key(字段列表); -- 复合唯一键

create table my_unique2(
number char(10) not null comment '学号',
name varchar(20) not null,
-- 增加唯一键
unique key(number)
)charset utf8;

注意:desc查看表结构会显示为pri主键(假象),符合主键特性,只有当该表无主键才会出现这种情况.

3.在创建表之后增加唯一键

-- 追加唯一键
create table my_unique3(
id int primary key auto_increment,
number char(10) not null,
name varchar(20) not null)charset utf8;


alter table my_unique3 add unique key(number);

-- 插入数据
insert into my_unique1 values(null,'曾光'),('itcast0001','晁松'),(null,'李帅');
insert into my_unique1 values('itcast0001','周江');

更新唯一键&删除唯一键

更新唯一键: 先删除后新增(唯一键可以有多个: 可以不删除).

删除唯一键
Alter table 表名 drop unique key; -- 错误: 唯一键有多个
Alter table 表名 drop index 索引名字; -- 唯一键默认的使用字段名作为索引名字

索引

几乎所有的索引都是建立在字段之上.

索引: 系统根据某种算法, 将已有的数据(未来可能新增的数据),单独建立一个文件: 文件能够实现快速的匹配数据, 并且能够快速的找到对应表中的记录.

索引的意义
1.提升查询数据的效率
2.约束数据的有效性(唯一性等)

增加索引的前提条件: 索引本身会产生索引文件(有时候有可能比数据文件还大) ,会非常耗费磁盘空间.

如果某个字段需要作为查询的条件经常使用, 那么可以使用索引(一定会想办法增加); 
如果某个字段需要进行数据的有效性约束, 也可能使用索引(主键,唯一键)



Mysql中提供了多种索引
1.主键索引: primary key
2.唯一索引: unique key
3.全文索引: fulltext index
4.普通索引: index


全文索引: 针对文章内部的关键字进行索引
全文索引最大的问题: 在于如何确定关键字

英文很容易: 英文单词与单词之间有空格
中文很难: 没有空格, 而且中文可以各种随意组合(分词: sphinx)

关系

将实体与实体的关系,反应到最终数据库表的设计上来:将关系分成三种:一对一,一对多(多对一)和多对多.

一对一

一对一:一张表的一条记录一定只能与另外一张表的一条记录进行对应,反之亦然.

解决方案: 
1.将常用的和不常用的信息分离存储,分成两张表	
常用信息表.
2.不常用信息表: 保证不常用信息与常用信息一定能够对应上: 找一个具有唯一性(确定记录)的字段来共同连接两张表

一个常用表中的一条记录: 永远只能在一张不常用表中匹配一条记录;反过来,一个不常用表中的一条记录在常用表中也只能匹配一条记录: 一对一的关系.

一对多

一对多: 一张表中有一条记录可以对应另外一张表中的多条记录; 但是返回过, 另外一张表的一条记录只能对应第一张表的一条记录. 这种关系就是一对多或者多对一.

解决方案: 在多的一张表中增加一个字段,能够找到另外一张表的中记录.

多对多

多对多: 一张表中(A)的一条记录能够对应另外一张表(B)中的多条记录; 同时B表中的一条记录也能对应A表中的多条记录: 多对多的关系.

解决方案:增加一张新表: 专门维护两张表之间的关系.

范式

范式:normal format,是一种离散数学中的知识,是为了解决一种数据的存储与优化的问题:保存数据的存储之后,凡是能够通过关系寻找出来的数据,坚决不在重复存储:终极目标是为了减少数据的冗余.

范式:是一种分层结构的规范,分为六层:每一次层都比上一层更加严格:若要满足下一层范式,前提是满足上一层范式.

六层范式:1NF,2NF,3NF...6NF,1NF是最底层,要求最低;6NF最高层,最严格.


mysql属于关系型数据库:有空间浪费:也是致力于节省存储空间:与范式所有解决的问题不谋而合:在设计数据库的时候,会利用范式来指导设计.
但是数据库不单是解决空间问题,要保证效率问题:范式只为了解决空间问题,所以数据库的设计又不可能完全按照范式的要求实现:一般情况下,只有前三种范式需要满足.

范式在数据库的设计当中是有指导意义:但并不是强制规范.

1NF

第一范式:在设计表存储数据的时候,如果表中设计的字段存储的数据,在取出来使用之前还需要额外的处理(拆分),那么说表的设计不满足第一范式:第一范式要求字段的数据具有原子性:不可拆分.

讲师P	班级P	代课时间	开始结束
朱元璋	php1	30	2014-02-27,2014-03-27
朱元璋	php2	30	2014-02-27,2014-03-27
李世民	php1	15	2014-02-27,2014-03-15

例如:一个老师的上课时间的开始和结束时间,不能放在一个字段中应该拆分成两个字段.

2NF

第二范式:在数据库表设计的过程中,如果有复合主键(多字段主键),且表中有字段并不是有整个主键来确定,而是依赖主键中的某个字段(主键的部分):存在字段依赖主键的部分的问题,称之为部分依赖:第二范式就是要解决表中设计不允许出现部分依赖.

讲师P	性别	班级P	代课时间	开始	结束
朱元璋	男	php1	30	2014-02-27	2014-03-27
朱元璋	男	php2	30	2014-02-27	2014-03-27
李世民	男	php1	15	2014-02-27	2014-03-15

以上表中:因为讲师没有办法作为独立主键,需要结合班级才能作为主键(复合主键:一个老师在一个班只能带一个阶段的课):代课时间,开始和结束字段都与当前的代课主键(讲师和班级):但是性别并不依赖班级,教师不依赖讲师:性别依赖讲师,教师只依赖班级:出现了性别和教室依赖主键中的一部分:部分依赖,不符合第二范式.

解决方案1:可以将性别和讲师单独成表,班级与教室也单独成表.
解决方案2:取消复合主键,使用逻辑主键.

ID <=> 讲师 + 班级(业务逻辑约束:复合唯一键)

老师代课表

ID	讲师P	性别	班级P	代课时间	开始	结束
1	朱元璋	男	php1	30	2014-02-27	2014-03-27
2	朱元璋	男	php2	30	2014-02-27	2014-03-27
3	李世民	男	php1	15	2014-02-27	2014-03-15

3NF

要满足第三范式,必须满足第二范式.

第三范式:理论上讲,应该一张表中的所有字段都应该直接依赖主键(逻辑主键:代表是业务主键),如果表设计中存在一个字段,并不直接依赖主键,而是通过某个非主键字段依赖,最终实现依赖主键:把这种不是直接依赖主键,而是依赖非主键字段的依赖关系称之为传递依赖,第三范式就是要解决传递依赖的问题.

老师代课表

ID	讲师P	性别	班级P	代课时间	开始	结束
1	朱元璋	男	php1	30	2014-02-27	2014-03-27
2	朱元璋	男	php2	30	2014-02-27	2014-03-27
3	李世民	男	php1	15	2014-02-27	2014-03-15

以上设计方案中:性别依赖讲师存在,讲师依赖主键;教室依赖班级, 班级依赖主键:性别和教室都存在传递依赖.

解决方案:将传递依赖的字段以及依赖的字段本身单独取出,形成一个单独的表,然后在需要对应的信息的时候,使用对应的实体表的主键加进来.

讲师代课表

ID	讲师ID	班级ID	代课时间	开始	结束
1	1	10	30	2014-02-27	2014-03-27
2	1	12	30	2014-02-27	2014-03-27
3	2	12	15	2014-02-27	2014-03-15

讲师表

ID	讲师	性别
1	朱元璋	male
2	李世民	male

讲师表: ID = 讲师

班级表

ID	班级	教室
10	php2	302
12	php1	206

班级表中:ID = 班级

有时候,在设计表的时候,如果一张表中有几个字段是需要从另外的表中去获取信息,理论上讲,的确可以获取到想要的数据,但是就是效率低一点,会可以的在某些表中,不去保存另外表的主键(逻辑主键),而是直接保存想要的数据信息:这样一来,在查询数据的时候,一张表可以直接提供的数据,

老师代课表

ID	讲师P	班级P	代课时间	开始	结束
1	朱元璋	php1	30	2014-02-27	2014-03-27
2	朱元璋	php2	30	2014-02-27	2014-03-27
3	李世民	php1	15	2014-02-27	2014-03-15

逆规范化:磁盘利用率与效率的对抗.

数据的高级操作

新增数据

基本语法
insert into 表名[(字段列表)] values(值列表);

在数据插入的时候,假设主键对应的值已经存在:插入一定会失败.

主键冲突

当主键存在冲突的时候(duplicate key),可以选择性的进行处理:更新和替换.

主键冲突:更新操作(可以保留已经存在的值,而本次未插入的字段值)
insert into 表名[(字段列表:包含主键)] values(值列表) on duplicate key update 字段=新值;

-- 主键冲突: 更新
insert into my_class values('PHP0810','B205')
-- 冲突处理
on duplicate key update
-- 更新教室
room = 'B205';

主键冲突:替换(先删除在更新,丢失字段值(新插入不包含该字段),慎用)
replace into 表名[(字段列表:包含主键)] values(值列表)
-- 主键冲突:替换
replace into my_class values('PHP0710','A203');
replace into my_class values('PHP0910','B207');

蠕虫复制

蠕虫复制:从已有的数据中获取数据,然后将数据又进行新增操作:数据成倍的增加.


表创建的高级操作:从已有表创建新表(复制表结构)
create table 表名 like 数据库.表名;

-- 复制创建表
create table my_copy like my_gbk;

蠕虫复制:先查出数据,然后将查出的数据新增一遍
insert into 表名[(字段列表)] select 字段列表/* from数据表名;

-- 蠕虫复制
insert into my_copy select * from my_collate_bin;
insert into my_copy select * from my_copy;

蠕虫复制的意义:
1.从已有表拷贝数据到新表中
2.可以迅速的让表中的数据膨胀到一定的数量级:测试表的压力以及效率.

更新数据

基本语法
update 表名 set 字段=值[where 条件]

高级新增语法
update 表名 set 字段=值[where 条件][limit 数量]

-- 更新部分a变成c
update my_copy set name = 'c' where name = 'a' limit 3;

删除数据

与更新类似: 可以通过limit来限制数量
delete from 表名 [where条件] [limit 数量];

-- 删除数据:限制记录数为10
delete from my_copy where name = 'b' limit 10;

删除: 如果表中存在主键自增长,那么当删除之后, 自增长不会还原

思路: 数据的删除是不会改变表结构, 只能删除表后重建表
truncate 表名;	-- 先删除改变,后新增改变

-- 清空表: 重置自增长
truncate my_student;

查询数据

基本语法
select 字段列表/* from 表名 [where 条件];

完整语法
select[select 选项] 字段列表[字段别名]/* from 数据源[where条件子句][group by 子句][having 子句][order by 子句][limit 子句];

select 选项

select选项:select 对查出来的结果的处理方式
all:默认的,保留所有的结果.
distinct:去重,查出来的结果,将重复给去除(所有字段都相同)

-- select选项
select * from my_copy;
select all * from my_copy;

-- 去重
select distinct * from my_copy;

字段别名

字段别名:当数据进行查询出来的时候,有时候名字并不一定就满足需求(多表查询的时候,会有同名字段),需要对字段名进行重命名:别名.

语法
字段名[as] 别名;

-- 字段别名
select id,number as 学号,name as 姓名,sex 性别 from    my_student;

数据源

数据源:数据的来源,关系型数据库的来源都是数据表:本质上只要保证数据类似二维表,最终都可以作为数据源.

数据源分为多种:单表数据源,多表数据源,查询语句中使用.

单表数据源:select * from 表名;
-- 单表数据源
select * from my_student;

多表数据源: select* from 表名1,表名2...;
-- 多表数据源
select * from my_student,my_class;

从一张表中取出一条记录,去另外一张表中匹配所有记录,而且全部保留:(记录数和字段数),将这种结果成为: 笛卡尔积(交叉连接): 笛卡尔积没什么卵用, 所以应该尽量避免.

子查询:数据的来源是一条查询语句(查询语句的结果是二维表).

select * from (select 语句) as 表名;
-- 子查询
select * from (select * from my_student) as s;

where子句

where子句:用来判断数据,筛选数据.

where子句返回结果:0或者1,0代表false,1代表true.

判断条件:
1.运算符:>,<,>=,<=,!=,<>,=,like,between and,in/not in
2.逻辑运算符:&&(and),||(or),!(not)

where原理:where是唯一一个直接从磁盘获取数据的时候,就开始判断的条件:从磁盘取出一条记录,开始进行where判断:判断的结果成立立即保存到内存;如果失败直接放弃.


-- 增加age和height字段
alter table my_student add age tinyint unsigned;
alter table my_student add height tinyint unsigned;

-- 增加值:rand取得一个0到1之间的随机数,floor向下取整
UPDATE my_student SET age=FLOOR(RAND()*20+20),height=FLOOR(RAND()*20+170);

-- 找学生id为1,3,5的学生
select * from my_student where id = 1 || id = 3 || id = 5; -- 逻辑判断
select * from my_student where id in(1,3,5); -- 落在集合中


between本身是闭区间; between左边的值必须小于或者等于右边的值
-- 找身高在180到190之间的学生
select * from my_student where height >= 180 and height <= 190;
select * from my_student where height between 180 and 190;

select * from my_student where height between 190 and 180;--不存在

-- 查询所有的where条件
select * from my_student where 1;

group by

group by:分组的意思, 根据某个字段进行分组(相同的放一组,不同的分到不同的组);

基本语法: group  by 字段名;

分组的意义:是为了统计数据(按组统计:按分组字段进行数据统计)

SQL提供了一系列统计函数:
1.count():统计分组后的记录数,每组有多少记录.
2.max():统计每组中最大的值.
3.min():统计最小值.
4.avg():统计平均值.
5.sum():统计和 .

-- 分组统计:身高高矮,年龄平均和总年龄.
SELECT sex,COUNT(*),avg(age),sum(age),min(height),max(height) FROM my_student GROUP BY sex;

select sex,count(*),count(age),max(height),min(height),avg(age),sum(age) from my_student group by sex;--count()函数不统计null值当有字段时候.

分组会自动排序: 根据分组字段:默认升序
Group by 字段 [asc|desc];	-- 对分组的结果然后合并之后的整个结果进行排序

select sex,count(*),count(age),max(height),min(height),avg(age),sum(age) from my_student group by sex desc;

多字段分组:先根据一个字段进行分组,然后对分组后的结果再次按照其他字段进行分组.

有一个函数: 可以对分组的结果中的某个字段进行字符串连接(保留该组所有的某个字段): group_concat(字段);
-- 多字段分组: 先班级,后男女
select c_id,sex,count(*),group_concat(name) from my_student group by c_id,sex; -- 多字段排序

回溯统计:with rollup: 任何一个分组后都会有一个小组,最后都需要向上级分组进行汇报统计:根据当前分组的字段. 这就是回溯统计: 回溯统计的时候会将分组字段置空.

-- 回溯统计
select c_id,count(*) from my_student group by c_id with rollup;

多字段回溯: 考虑第一层分组会有此回溯: 第二次分组要看第一次分组的组数, 组数是多少,回溯就是多少,然后加上第一层回溯即可.

-- 多字段分组回溯统计
select c_id,sex,count(*),group_concat(name) from my_student group by c_id,sex; -- 多字段排序
select c_id,sex,count(*),group_concat(name) from my_student group by c_id,sex with rollup;

having子句

having子句:与where子句一样:进行条件判断的.

where是针对磁盘数据进行判断:进入到内存之后,会进行分组操作:分组结果就需要having来处理.

having 能做where能做的几乎所有事情,但是where却不能做having能做的很多事情.
1.分组统计的结果或者说统计函数都只有having能够使用.

-- 求出所有班级人数大于等于2的学生人数
select c_id,count(*) from my_student group by c_id having count(*) >= 2;

select c_id,count(*) from my_student where count(*) >= 2 group by c_id ;-- 报错

2.having能够使用字段别名: where不能: where是从磁盘取数据,而名字只可能是字段名: 别名是在字段进入到内存后才会产生.(将第一次结果作为新表后,可以使用)

select c_id,count(*) as total from my_student group by c_id having total >= 2;

select c_id,count(*) as total from my_student where total >= 2 group by c_id ;-- 报错

order by 子句

Order by:排序,根据某个字段进行升序或者降序排序, 依赖校对集.

使用基本语法
Order by 字段名 [asc|desc]; -- asc是升序(默认的),desc是降序

-- 排序
select * from my_student group by c_id;-- 只取一条
select * from my_student order by c_id;

排序可以进行多字段排序: 先根据某个字段进行排序, 然后排序好的内部,再按照某个数据进行再次排序.

-- 多字段排序: 先班级排序,后性别排序
select * from my_student order by c_id, sex desc;

limit 子句

Limit子句是一种限制结果的语句: 限制数量.

Limit有两种使用方式:
1.用来限制长度(数据量): limit 数据量.

-- 查询学生: 前两个
select * from my_student limit 2;

2.限制起始位置,限制数量: limit 起始位置,长度;

用来实现数据的分页: 为用户节省时间,提交服务器的响应效率, 减少资源的浪费.
对于用户来讲: 可以点击的分页按钮: 1,2,3,4
对于服务器来讲: 根据用户选择的页码来获取不同的数据: limit offset,length;

Length: 每页显示的数据量: 基本不变
Offset: offset = (页码 - 1) * 每页显示量


-- 查询学生: 前两个
select * from my_student limit 0,2; -- 记录数是从0开始编号
select * from my_student limit 2,2;
select * from my_student limit 4,2;