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入手大数据开发——SQL语句基础

主键:一列或多列的组合,用于标识表中唯一的一条记录
主键不能重复,也不能为NULL值。一个表的主键,通常也会作为其他表引用的对象,即外键。
外键:通常用来建立两张表之间的关联关系
一个表的外键通常是与之关联的另一个表的主键
外键用于融合两张表:在进行关联查询时,可以通过两个表外键和主键之间的关系,将两张表连接起来,形成一张中间表。

表A和表B的关系:
1对1,是指表A和表B通过某字段关联后,表A中的一条记录最多对应表B中的一条记录,表B中的一条记录也最多对应表A中的一条记录。

1对多,是指表A和表B通过某字段关联后,表A中的一条记录可能对应表B中的多条记录,而表B中的一条记录最多对应表A中的一条记录。

多对多,是指表A和表B通过某字段关联后,表A中的一条记录可能对应表B中的多条记录,而表B中的一条记录可能对应表A中的多条记录。

*1对1 和 1对多关系,通常使用外键引用对应表的主键就可以表达。而多对多关系,通常需要使用中间表来表达,中间表中记录了两张表的主键的对应关系。

关于视图View:
如果一条SQL的结果在日常查询中经常被用到,我们通常就会考虑使用视图将其存储起来,下次再使用时直接读取视图,就会执行视图对应的SQL语句。
所以,视图就是一张虚拟的表。不过,视图存储的是SQL语句,而不是SQL执行后的结果,其结果是每次执行时动态生成的,可能每次读取都会有变化。

子查询的理论基础:把查询的结果再当做一个表,继续基于这个表做分析。

SQL语句关键字:
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COUNT、SUM和AVG三个函数还可以和DISTINCT配合使用,其含义为先对目标列进行去重,之后再对去重后的结果聚合。SUM和AVG只能应用于一列,且列的数据类型为数值型。MIN和MAX也是只能应用于一列,不过除了支持数值型外,还支持字符串类型和日期类型。COUNT可以应用于一列或多列,而且不限制列的类型

SQL语句的写法上要注意:
日期和字符串常量需要使用英文单引号包裹起来,如 ‘2002-10-01 12:23:21’,‘Tess’;

注释的三种写法:单行注释(#,–)和多行注释(/* */)。单行注释推荐使用"–"。

SQL的“不等于”运算符: 有的数据库系统"!=“运算符可以与”<>"通用

基础实战:

假设有一张存储学生信息的表:
图片描述

1.分组聚合
我们可以将表中的数据,根据某一列或多列进行分组,然后将其他列的值进行聚合计算,如计数、求和和求平均值等。
用到的关键字是GROUP BY,对于分组后的计算结果,我们还可以使用HAVING进行过滤。

实例:
从student表中,按照age分组:求出不同年龄的人数、英语总成绩和数学成绩的平均值,且过滤掉数学平均分不及格的。
对应的SQL脚本:

SELECT age, COUNT(sno) AS student_num,
        SUM(eng_score) AS sum_eng_score, 
        AVG(math_score) AS avg_math_score
FROM student
GROUP BY age
HAVING avg_math_score >= 60

运行结果:
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2.去重
DISTINCT关键字用于对一列或多列去重,返回剔除了重复行的结果。DISTINCT对多列去重时,必须满足每一列都相同时,才认为是重复的行进行剔除。DISTINCT不会过滤掉NULL值,但去重后的结果只会保留一个NULL值。

实例:
从student表中,找出有几种年龄的学生,即求出去重后的年龄
对应的SQL脚本:

SELECT DISTINCT age FROM student

运行结果:
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3.排序
日常生活场景里,我们经常对各种各样的排名比较感兴趣,比较关注排在前面的内容。在数据库中,求出排名,就需要用到ORDER BY子句。ORDER BY通常配合ASC和DESC使用,可以根据一列或多列,进行升序或降序排列,之后使用LIMIT取出满足条件的前N行

实例:
从student表中,求出数学成绩最好的前3名学生的姓名、年龄和其数学成绩
对应的SQL脚本:

SELECT name, age, math_score
FROM student
ORDER BY math_score DESC
LIMIT 3

运行结果:
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4.增加常量列
把某一固定的常量值做为一列添加到我们的结果数据中。这种做法的应用场景,通常是结果集中所有的行在某个属性上值是相同的,这时便可以通过增加常量列的方式,来增加这一列

实例:
从student表中,查询英语成绩大于80分的学生的姓名和学号,并把他们都分入A班
对应的SQL脚本:


SELECT sno, name, 'A' AS class FROM student WHERE eng_score > 80

运行结果:
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其他函数:

算术函数
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日期函数
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字符串函数
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转换函数
当某些数据的类型与我们需要的类型不符时,可以使用类型转换函数,将其类型转换为我们需要的类型。常用的类型转换函数有两个,分别为CAST和CONVERT,两个函数的作用是相同的,只是语法略有不同。CAST函数的用法为CAST(字段 AS 数据类型),而CONVERT的用法为CONVERT(字段, 数据类型)

谓词
谓词就是用于真假判断的关键字,用来判定两个对象间关系论断的真假,返回值只有真或假
比较运算符,就属于谓词的范畴
图片描述

CASE表达式

SQL语句中的CASE表达式,对应着编程语言中的条件分支,起到多条件判断返回多种值的作用。其语法形式为:


CASE 

WHEN <求值表达式1> THEN <表达式1> 

WHEN <求值表达式2> THEN <表达式2>

WHEN <求值表达式3> THEN <表达式3>

......

ELSE <表达式> END

依次判断WHEN后面求值表达式返回的值为真或假,如果返回值为假,则继续向下搜索;如果返回值为真时,执行THEN后面对应的表达式,将执行后的值返回,CASE表达式退出;如果所有WHEN子句都不满足时,则执行ELSE后面的表达式,返回执行后得到的值,CASE表达式退出。

注意顺序:如果执行到第二个THEN的时候,实际生效的条件为<求值表达式1>的值为假,与此同时<求值表达式2>的值为真;如果执行到第三个THEN的时候,实际生效的条件为<求值表达式1>和<求值表达式2>的值都为假,与此同时<求值表达式3>的值为真,往后以此类推

实例:
从student表中,对学生进行成绩的等级划分,取出学生姓名及成绩等级
两门成绩都大于等于80分为优,两门成绩都大于等于60分但至少一门未达到80分的为良,一门成绩不及格为中,两门都不及格为差

对应的SQL脚本:

SELECT name,
    CASE 
    WHEN math_score >= 80
    AND eng_score >= 80 THEN '优'
    WHEN math_score >= 60
    AND eng_score >= 60 THEN '良'
    WHEN math_score >= 60
    OR eng_score >= 60 THEN '中'
    WHEN math_score <= 60
    AND eng_score < 60 THEN '差'
    ELSE NULL
  END AS score_grade
FROM student

运行结果:
图片描述

复杂语句:

1.什么是集合运算:
在数据库领域,集合是指一组记录的总和,它可以指代表,也可以指代视图、查询执行的结果。
–>所以,表和查询执行的结果都是集合,那么就都可以参与集合运算。
–>也就是说,可以把查询执行的结果看做是一张中间表或临时表,继续参与运算,这就是子查询的理论基础。

集合运算主要包含四种: 并集、交集、差集和笛卡尔积。
并集:
UNION会剔除掉合并后集合中的多余重复值,只保留一份;而UNION ALL,不会剔除重复值。因此,UNION操作,运行结束后,可能会导致记录数的减少。
交集:
求两个集合都共同拥有的元素的集合。在MySQL中没有提供专门的关键字,而是通过内关联实现的。
差集:
是求在一个集合中存在而在另一个集合中不存在的元素的集合。差集计算具有方向性,同样的,MySQL也没有提供差集计算的关键字,而是需要通过左/右关联然后再过滤出未关联成功的记录而得到。
笛卡尔积:
将两个集合中记录两两组合,相当于集合的乘法。它是关联查询的数学理论基础
关联查询的过程就是,先做笛卡尔积,然后再通过on条件过滤出符合条件的记录

进行集合的并集、交集和差集运算时,需要注意的是:
参与运算的两个集合记录的列数必须相同
参与运算的两个集合对应位置的列的类型必须一致
如果使用ORDER BY子句,必须写在最后

2.表关联类型
表关联类型有四种:内连接(INNER JOIN)、左外连接(LEFT OUTER JOIN)、右外连接(RIGHT OUTER JOIN)、全外连接(FULL OUTER JOIN)

语法:

A INNER JOIN B ON expr

A和B表示两个表的名称,也可以是子查询。ON后面跟的expr表示关联条件,通常是由表A和表B关联字段组成的表达式
内连接(INNER JOIN): 通常可以省略掉INNER不写
左右两个集合相乘后,只保留满足ON后面关联条件的记录。
所以,可以利用内连接计算两个集合的交集,只需要把集合元素的字段都写在ON后面的关联条件里即可。
左外连接(LEFT OUTER JOIN): OUTER通常可以省略不写
左右两个集合相乘后,保留满足ON后面关联条件的记录加上左表中原有的但未关联成功的记录
左外连接,可以用来计算集合的差集,只需要过滤掉关联成功的记录,留下左表中原有的但未关联成功的记录,就是我们要的差集。
右外连接(RIGHT OUTER JOIN),与左外连接含义相同,只是方向不同而已,通常也是省略OUTER不写。
全外连接(FULL OUTER JOIN)
左右两个集合相乘后,保留满足ON后面关联条件的记录加上左表和右表中原有的但未关联成功的记录。

                                      图解:

图片描述

从另一个角度来划分,连接还分为等值连接和不等值连接。这是由ON后面的子句决定的,如果关联字段使用等号判断是否相等就是等值连接,如果使用其他判断符号(如大于、小于等),则为不等值连接。

3.多表关联
多表关联的本质,还是两两关联。例如,表A内关联表B再内关联表C,实际上就可以等价于表A内关联表B,运行后的结果作为一张中间表,然后再与表C内关联。所以,执行过程仍然是两两关联。
4. 表关联注意事项
a. 使用UNION可能会导致记录数的减少,在使用聚合函数时,可能会导致计算出现偏差

b. 在使用1对多或多对多关系的表进行关联时,记录数可能会增多,也可能会导致计算出现偏差

c. 左外连接和右外连接都有连接方向的问题,表放的位置对结果是有影响的,尤其是多表关联时,一定要关注书写的顺序,尽可能先做内连接再做左/右外连接。

d. 尽量避免使用交叉连接

5.子查询
就是指被括号嵌套起来的查询SQL语句,通常是一条完整的SELECT语句。

子查询放在不同的位置,起到的作用也是不同的。它经常出现在3个位置上,分别是
SELECT后面、FROM/JOIN后面,还有WHERE/HAVING后面

子查询出现在SELECT后面
其作用通常是要为结果添加一列。不过,这里要注意的是,在SELECT后使用的子查询语句只能返回单个列且要保证满足条件时子查询语句只会返回单行结果。企图检索多个列或返回多行结果将引发错误。

子查询出现在FROM/JOIN后面
是我们最常用的方式,就是将子查询的结果作为中间表,继续基于这个表做分析。

子查询出现在WHERE/HAVING后面
则表示要使用子查询返回的结果做过滤。这里根据子查询返回的结果数量,
分三种情况,即1行1列、N行1列、N行N列:
当返回结果为1行1列时,实际上就是返回了一个具体值,这种子查询又叫标量子查询。标量子查询的结果,可以直接用比较运算符来进行计算。
当返回结果是N行1列时,实际上就是返回了一个相同类型数值的集合。因此可以使用IN谓词判断,同时也可以配合ANY、SOME、ALL等关键字使用。
当返回结果是N行N列时,实际上就是返回一个临时表,这时就不能进行值的比较了,而是使用EXISTS谓词判断返回的集合是否为空。

参考教程:
《数据库原理及应用》主编:何玉洁、刘福刚

《SQL必知必会》作者:福塔

《SQL基础知识》作者:MICK

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