数据库系统概论第三章.ppt

数据库系统概论 An Introduction to Database System 第三章 关系数据库标准语言SQL,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,3.1 SQL概述,SQL（Structured Query Language） 结构化查询语言，是关系数据库的标准语言 SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言,SQL概述（续）,3.1.1 SQL 的产生与发展 3.1.2 SQL的特点 3.1.3 SQL的基本概念,SQL标准的进展过程,标准 大致页数 发布日期 SQL/86 1986.10 SQL/89(FIPS 127-1) 120页 1989年 SQL/92 622页 1992年 SQL99 1700页 1999年 SQL2003 360页 2003年,3.1 SQL概述,3.1.1 SQL 的产生与发展 3.1.2 SQL的特点 3.1.3 SQL的基本概念,3.1.2 SQL的特点,1.综合统一 集数据定义语言（DDL），数据操纵语言（DML），数据控制语言（DCL）功能于一体。 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动： 定义关系模式，插入数据，建立数据库； 对数据库中的数据进行查询和更新； 数据库重构和维护 数据库安全性、完整性控制等 用户数据库投入运行后，可根据需要随时逐步修改模式，不影响数据的运行。 数据操作符统一,2.高度非过程化,非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”，必须制定存取路径 SQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。 存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。,3.面向集合的操作方式,非关系数据模型采用面向记录的操作方式，操作对象是一条记录 SQL采用集合操作方式 操作对象、查找结果可以是元组的集合 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合,4.以同一种语法结构提供多种使用方式,SQL是独立的语言 能够独立地用于联机交互的使用方式 SQL又是嵌入式语言 SQL能够嵌入到高级语言（例如C，C+，Java）程序中，供程序员设计程序时使用,5.语言简洁，易学易用,SQL功能极强，完成核心功能只用了9个动词。,3.1 SQL概述,3.1.1 SQL 的产生与发展 3.1.2 SQL的特点 3.1.3 SQL的基本概念,SQL的基本概念（续）,SQL支持关系数据库三级模式结构,基本表 本身独立存在的表 SQL中一个关系就对应一个基本表 一个(或多个)基本表对应一个存储文件 一个表可以带若干索引 存储文件 存储文件的逻辑结构组成了关系数据库的内模式 物理结构是任意的，对用户透明 视图 从一个或几个基本表导出的表 数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据 视图是一个虚表 用户可以在视图上再定义视图,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,3.2 学生-课程 数据库,学生-课程模式 S-T : 学生表：Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept) 课程表：Course(Cno,Cname,Cpno,Ccredit) 学生选课表：SC(Sno,Cno,Grade),第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,3.3 数据定义,SQL的数据定义功能: 模式定义、表定义、视图和索引的定义,3.3 数据定义,3.3.1 模式的定义与删除 3.3.2 基本表的定义、删除与修改 3.3.3 索引的建立与删除,一、定义模式,CREATE SCHEMA AUTHORIZATION ,例1定义一个学生-课程模式S-T CREATE SCHEMA “S-T” AUTHORIZATION WANG; 为用户WANG定义了一个模式S-T 例2CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG； 隐含为用户名WANG 如果没有指定，那么隐含为,定义模式实际上定义了一个命名空间 在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象，例如基本表、视图、索引等。 在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE，CREATE VIEW和GRANT子句。 CREATE SCHEMA AUTHORIZATION | 例3CREATE SCHEMA TEST AUTHORIZATION ZHANG CREATE TABLE TAB1(COL1 SMALLINT， COL2 INT， COL3 CHAR(20)， COL4 NUMERIC(10，3)， COL5 DECIMAL(5，2) )； 为用户ZHANG创建了一个模式TEST，并在其中定义了一个表TAB1。,二、删除模式,DROP SCHEMA CASCADE(级联) 删除模式的同时把该模式中所有的数据库对象全部删除 RESTRICT(限制) 如果该模式中定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则拒绝该删除语句的执行。 当该模式中没有任何下属的对象时才能执行。 例4 DROP SCHEMA TEST CASCADE； 删除模式TEST 同时该模式中定义的表TAB1也被删除,3.3 数据定义,3.3.1 模式的定义与删除 3.3.2 基本表的定义、删除与修改 3.3.3 索引的建立与删除,3.3.2 基本表的定义、删除与修改,一、定义基本表 CREATE TABLE （ ， ， ）； 如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列，则必须定义在表级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。,学生表Student,例5 建立“学生”表Student，学号是主码，姓名取值唯一。 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, /* 列级完整性约束条件*/ Sname CHAR(20) UNIQUE, /* Sname取唯一值*/ Ssex CHAR(2), Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20) );,主码,课程表Course,例6 建立一个“课程”表Course CREATE TABLE Course ( Cno CHAR(4) PRIMARY KEY， Cname CHAR(40)， Cpno CHAR(4) ， Ccredit SMALLINT， FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course(Cno) );,先修课,Cpno是外码 被参照表是Course 被参照列是Cno,学生选课表SC,例7 建立一个“学生选课”表SC CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9)， Cno CHAR(4)， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno)， /* 主码由两个属性构成，必须作为表级完整性进行定义*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)， /* 表级完整性约束条件，Sno是外码，被参照表是Student */ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) /* 表级完整性约束条件， Cno是外码，被参照表是Course*/ );,二、数据类型,SQL中域的概念用数据类型来实现 定义表的属性时 需要指明其数据类型及长度 选用哪种数据类型 取值范围 要做哪些运算,二、数据类型,三、模式与表,每一个基本表都属于某一个模式 一个模式包含多个基本表 定义基本表所属模式 方法一：在表名中明显地给出模式名 Create table “S-T”.Student（.）; /*模式名为 S-T*/ Create table “S-T”.Cource（.）; Create table “S-T”.SC（.）; 方法二：在创建模式语句中同时创建表 方法三：设置所属的模式,模式与表（续）,创建基本表（其他数据库对象也一样）时，若没有指定模式，系统根据搜索路径来确定该对象所属的模式 RDBMS会使用模式列表中第一个存在的模式作为数据库对象的模式名 若搜索路径中的模式名都不存在，系统将给出错误 显示当前的搜索路径： SHOW search_path; 搜索路径的当前默认值是：$user， PUBLIC DBA用户可以设置搜索路径，然后定义基本表 SET search_path TO “S-T”，PUBLIC； Create table Student（.）; 结果建立了S-T.Student基本表。 RDBMS发现搜索路径中第一个模式名S-T存在，就把该模式作为基本表Student所属的模式。,四、修改基本表,ALTER TABLE ADD 完整性约束 DROP ALTER COLUMN ； 例8向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。 ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE； 不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。 例9将年龄的数据类型由Smallint（假设原来的数据类型是字符型）改为整数。 ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT； 例10增加课程名称必须取唯一值的约束条件。 ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);,五、删除基本表,DROP TABLE RESTRICT| CASCADE； RESTRICT：删除表是有限制的。 欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用 如果存在依赖该表的对象，则此表不能被删除 CASCADE：删除该表没有限制。 在删除基本表的同时，相关的依赖对象一起删除 例11 删除Student表 DROP TABLE Student CASCADE ; 基本表定义被删除，数据被删除 表上建立的索引、视图、触发器等一般也将被删除,例12若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除 CREATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno，Sname，Sage FROM Student WHERE Sdept=IS； DROP TABLE Student RESTRICT; -ERROR: cannot drop table Student because other objects depend on it 如果选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除 DROP TABLE Student CASCADE; -NOTICE: drop cascades to view IS_Student SELECT * FROM IS_Student; -ERROR: relation IS_Student does not exist,删除基本表（续）,DROP TABLE时，SQL99 与 3个RDBMS的处理策略比较,R表示RESTRICT , C表示CASCADE 表示不能删除基本表，表示能删除基本表，保留表示删除基本表后，还保留依赖对象,3.3 数据定义,3.3.1 模式的定义与删除 3.3.2 基本表的定义、删除与修改 3.3.3 索引的建立与删除,3.3.3 索引的建立与删除,建立索引的目的：加快查询速度 谁可以建立索引 DBA 或 表的属主（即建立表的人） DBMS一般会自动建立以下列上的索引 PRIMARY KEY UNIQUE 谁 维护索引 DBMS自动完成 使用索引 DBMS自动选择是否使用索引以及使用哪些索引,索 引,RDBMS中索引一般采用B+树、HASH索引来实现 B+树索引具有动态平衡的优点 HASH索引具有查找速度快的特点 采用B+树，还是HASH索引 则由具体的RDBMS来决定 索引是关系数据库的内部实现技术，属于内模式的范畴 CREATE INDEX语句定义索引时，可以定义索引是唯一索引、非唯一索引或聚簇索引,一、建立索引,语句格式 CREATE UNIQUE CLUSTER INDEX ON (, )； UNIQUE 表明每一个索引值只对应唯一的数据记录 CLUSTER聚簇索引 是指索引项的顺序与表中纪录的物理顺序一致的索引组织。,建立索引（续）,例13 CREATE CLUSTER INDEX Stusname ON Student(Sname)； 在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引 在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率 一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引 经常更新的列不宜建立聚簇索引,建立索引（续）,例14为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建 立索引。 CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno)； CREATE UNIQUE INDEX Coucno ON Course(Cno)； CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC，Cno DESC)； Student表按学号升序建唯一索引 Course表按课程号升序建唯一索引 SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引,二、删除索引,DROP INDEX ； 删除索引时，系统会从数据字典中删去有关该索引的描述。 例15 删除Student表的Stusname索引 DROP INDEX Stusname；,索引并不是越多越好，为什么？,1： (建立数据库表) 建立教学数据库的三个数据库表，其中Student表中不包含SSEX(C,2) 字段，Sname 字段为Sname(C,8)且可为空。 2： (修改数据库表) 在Student表中增加SEX(C,2) 字段。 3： (修改列名) 将Student表中列名SEX修改为SSEX。 4： (修改数据库表) 将Student表中把Sname 字段修改为Sname(C,10)且为非空。 5： (建立索引) 为Score表按课程号升序、分数降序建立索引，索引名为SC_GRADE。 6： (删除索引) 删除索引SC_GRADE。,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结,数据查询,语句格式 SELECT ALL|DISTINCT ， FROM ， WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY ASC|DESC ；,3.4 数据查询,3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式,3.4.1 单表查询,查询仅涉及一个表： 一、 选择表中的若干列 二、 选择表中的若干元组 三、 ORDER BY子句 四、 聚集函数 五、 GROUP BY子句,一、 选择表中的若干列,查询指定列 例1 查询全体学生的学号与姓名。 SELECT Sno，Sname FROM Student； 例2 查询全体学生的姓名、学号、所在系。 SELECT Sname，Sno，Sdept FROM Student；,2. 查询全部列,选出所有属性列： 在SELECT关键字后面列出所有列名 将指定为 * 例3 查询全体学生的详细记录。 SELECT Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept FROM Student； 或 SELECT * FROM Student；,3. 查询经过计算的值,SELECT子句的可以为： 算术表达式 字符串常量 函数 列别名,例4 查全体学生的姓名及其出生年份。 SELECT Sname，2004-Sage /*假定当年的年份为2004年*/ FROM Student； 输出结果： Sname 2004-Sage 李勇 1984 刘晨 1985 王敏 1986 张立 1985,查询经过计算的值（续）,查询经过计算的值（续）,例5 查询全体学生的姓名、出生年份和所有系，要求用小写字母表示所有系名 SELECT Sname，Year of Birth: ，2004-Sage， ISLOWER(Sdept) FROM Student； 输出结果： Sname Year of Birth: 2004-Sage ISLOWER(Sdept) 李勇 Year of Birth: 1984 cs 刘晨 Year of Birth: 1985 is 王敏 Year of Birth: 1986 ma 张立 Year of Birth: 1985 is,查询经过计算的值（续）,使用列别名改变查询结果的列标题: SELECT Sname NAME，Year of Birth: BIRTH， 2000-Sage BIRTHDAY，LOWER(Sdept) DEPARTMENT FROM Student； 输出结果： NAME BIRTH BIRTHDAY DEPARTMENT - - - - 李勇 Year of Birth: 1984 cs 刘晨 Year of Birth: 1985 is 王敏 Year of Birth: 1986 ma 张立 Year of Birth: 1985 is,3.4.1 单表查询,查询仅涉及一个表： 一、 选择表中的若干列 二、 选择表中的若干元组 三、 ORDER BY子句 四、 聚集函数 五、 GROUP BY子句,二、选择表中的若干元组,1. 消除取值重复的行 如果没有指定DISTINCT关键词，则缺省为ALL 例6 查询选修了课程的学生学号。 SELECT Sno FROM SC； 等价于： SELECT ALL Sno FROM SC； 执行上面的SELECT语句后，结果为： Sno 200215121 200215121 200215121 200215122 200215122,消除取值重复的行（续）,指定DISTINCT关键词，去掉表中重复的行 SELECT DISTINCT Sno FROM SC； 执行结果： Sno 200215121 200215122,2.查询满足条件的元组,表3.4 常用的查询条件,(1) 比较大小,例7 查询计算机科学系全体学生的名单。 SELECT Sname FROM Student WHERE Sdept=CS； 例8 查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄。 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage 20； 例9 查询考试成绩有不及格的学生的学号。 SELECT DISTINCT Sno FROM SC WHERE Grade60；,（2）确定范围,谓词: BETWEEN AND NOT BETWEEN AND 例10 查询年龄在2023岁（包括20岁和23岁）之间的学生的 姓名、系别和年龄 SELECT Sname，Sdept，Sage FROM Student WHERE Sage BETWEEN 20 AND 23； 例11 查询年龄不在2023岁之间的学生姓名、系别和年龄 SELECT Sname，Sdept，Sage FROM Student WHERE Sage NOT BETWEEN 20 AND 23；,(3) 确定集合,谓词：IN , NOT IN 例12查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别。 SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept IN ( IS，MA，CS ); 例13查询既不是信息系、数学系，也不是计算机科学系的学生的姓名和性别。 SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept NOT IN ( IS，MA，CS );,(4)字符匹配,谓词： NOT LIKE ESCAPE 匹配串为固定字符串 例14 查询学号为200215121的学生的详细情况。 SELECT * FROM Student WHERE Sno LIKE 200215121； 等价于： SELECT * FROM Student WHERE Sno = 200215121 ；,字符匹配（续）,2) 匹配串为含通配符的字符串 例15 查询所有姓刘学生的姓名、学号和性别。 SELECT Sname，Sno，Ssex FROM Student WHERE Sname LIKE 刘%； 例16 查询姓欧阳且全名为三个汉字的学生的姓名。 SELECT Sname FROM Student WHERE Sname LIKE 欧阳_；,字符匹配（续）,例17 查询名字中第2个字为阳字的学生的姓名和学号。 SELECT Sname，Sno FROM Student WHERE Sname LIKE _阳%； 例18 查询所有不姓刘的学生姓名。 SELECT Sname，Sno，Ssex FROM Student WHERE Sname NOT LIKE 刘%；,字符匹配（续）,3) 使用换码字符将通配符转义为普通字符 例19 查询DB_Design课程的课程号和学分。 SELECT Cno，Ccredit FROM Course WHERE Cname LIKE DB_Design ESCAPE ； 例20 查询以DB_开头，且倒数第3个字符为 i的课程的详细情况。 SELECT * FROM Course WHERE Cname LIKE DB_%i_ _ ESCAPE ； ESCAPE 表示“ ” 为换码字符,(5) 涉及空值的查询,谓词： IS NULL 或 IS NOT NULL “IS” 不能用 “=” 代替 例21 某些学生选修课程后没有参加考试，所以有选课记录，但没 有考试成绩。查询缺少成绩的学生的学号和相应的课程号。 SELECT Sno，Cno FROM SC WHERE Grade IS NULL 例22 查所有有成绩的学生学号和课程号。 SELECT Sno，Cno FROM SC WHERE Grade IS NOT NULL；,(6) 多重条件查询,逻辑运算符：AND和 OR来联结多个查询条件 AND的优先级高于OR 可以用括号改变优先级 可用来实现多种其他谓词 NOT IN NOT BETWEEN AND ,多重条件查询（续）,例23 查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名。 SELECT Sname FROM Student WHERE Sdept= CS AND Sage20；,多重条件查询（续）,改写例12 例12 查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别。 SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept IN ( IS，MA，CS ) 可改写为： SELECT Sname，Ssex FROM Student WHERE Sdept= IS OR Sdept= MA OR Sdept= CS ；,3.4.1 单表查询,查询仅涉及一个表： 一、 选择表中的若干列 二、 选择表中的若干元组 三、 ORDER BY子句 四、 聚集函数 五、 GROUP BY子句,三、ORDER BY子句,ORDER BY子句 可以按一个或多个属性列排序 升序：ASC；降序：DESC；缺省值为升序 当排序列含空值时 ASC：排序列为空值的元组最后显示 DESC：排序列为空值的元组最先显示,ORDER BY子句 （续）,例24 查询选修了3号课程的学生的学号及其成绩，查询结果按分数降序排列。 SELECT Sno，Grade FROM SC WHERE Cno= 3 ORDER BY Grade DESC； 例25 查询全体学生情况，查询结果按所在系的系号升序排列，同一系中的学生按年龄降序排列。 SELECT * FROM Student ORDER BY Sdept，Sage DESC；,3.4.1 单表查询,查询仅涉及一个表： 一、 选择表中的若干列 二、 选择表中的若干元组 三、 ORDER BY子句 四、 聚集函数 五、 GROUP BY子句,四、聚集函数,聚集函数： 计数 COUNT（DISTINCT|ALL *） COUNT（DISTINCT|ALL ） 计算总和 SUM（DISTINCT|ALL ） 计算平均值 AVG（DISTINCT|ALL ） 最大最小值 MAX（DISTINCT|ALL ） MIN（DISTINCT|ALL ）,聚集函数 （续）,例26 查询学生总人数。 SELECT COUNT(*) FROM Student； 例27 查询选修了课程的学生人数。 SELECT COUNT(DISTINCT Sno) FROM SC； 例28 计算1号课程的学生平均成绩。 SELECT AVG(Grade) FROM SC WHERE Cno= 1 ；,聚集函数 （续）,例29 查询选修1号课程的学生最高分数。 SELECT MAX(Grade) FROM SC WHER Cno= 1 ； 例30查询学生200215012选修课程的总学分数。 SELECT SUM(Ccredit) FROM SC， Course WHER Sno=200215012 AND SC.Cno=Course.Cno;,1： (选择表中的若干列) 求全体学生的学号、姓名、性别和年龄。 2： (不选择重复行) 求选修了课程的学生学号。 3： (使用表达式) 求全体学生的学号、姓名和出生年份。 4： (比较大小条件) 求计算机系或信息系年龄大于18岁的学生的姓名、系和年龄。 5： (确定范围条件) 求年龄在19岁与22岁(含20岁和22岁)之间的学生的学号和年龄。 6：(确定范围条件)求年龄不在19岁与22岁之间的学生的学号和年龄 7：(确定集合条件) 求在下列各系的学生信息：数学系、计算机系 8：(确定集合条件) 求不是数学系、计算机系的学生信息。 9：(匹配查询) 求姓名是以“李”打头的学生。 10：(匹配查询) 求选修课程001或003，成绩在80至90之间，学号为96xxx的学生的学号、课程号和成绩。,3.4.1 单表查询,查询仅涉及一个表： 一、 选择表中的若干列 二、 选择表中的若干元组 三、 ORDER BY子句 四、 聚集函数 五、 GROUP BY子句,五、GROUP BY子句,GROUP BY子句分组： 细化聚集函数的作用对象 未对查询结果分组，聚集函数将作用于整个查询结果 对查询结果分组后，聚集函数将分别作用于每个组 作用对象是查询的中间结果表 按指定的一列或多列值分组，值相等的为一组,SC表,SC表,GROUP BY子句（续）,例31 求各个课程号及相应的选课人数。 SELECT Cno，COUNT(Sno) FROM SC GROUP BY Cno； 查询结果： Cno COUNT(Sno) 1 1 2 2 3 2 改为: SELECT Cno，COUNT(Sno),GROUP BY子句（续）,例32 查询选修了3门以上课程的学生学号。 SELECT Sno FROM SC GROUP BY Sno HAVING COUNT(*) 2；,GROUP BY子句（续）,HAVING短语与WHERE子句的区别： 作用对象不同 WHERE子句作用于基表或视图，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。,11：(聚集函数) 求选修了课程的学生人数。 12：(聚集函数) 求计算机系学生的平均年龄。 13：(聚集函数) 求选修了课程001的最高、最低与平均成绩。 14：(分组查询) 求各门课程的平均成绩与总成绩。 15：(分组查询) 输入以下查询语句并执行，观察出现的其结果并分析其原因。 SELECT SNAME，SDEPT，COUNT（*）FROM STUDENT WHERE SDEPT=CS GROUP BY SDEPT; 16：(分组查询) 分析以下语句为什么会出现错误。并给出正确的查询语句。 SELECT SAGE FROM STUDENT GROUP BY SNO; 17:(分组查询) 求学生人数不足3人的系及其相应的学生数。,3.4 数据查询,3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式,3.4.2 连接查询,连接查询：同时涉及多个表的查询 连接条件或连接谓词：用来连接两个表的条件 一般格式： . . . BETWEEN . AND . 连接字段：连接谓词中的列名称 连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不必是相同的,连接操作的执行过程,嵌套循环法(NESTED-LOOP) 首先在表1中找到第一个元组，然后从头开始扫描表2，逐一查找满足连接件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。 表2全部查找完后，再找表1中第二个元组，然后再从头开始扫描表2，逐一查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第二个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。 重复上述操作，直到表1中的全部元组都处理完毕,排序合并法(SORT-MERGE),常用于=连接 首先按连接属性对表1和表2排序 对表1的第一个元组，从头开始扫描表2，顺序查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。当遇到表2中第一条大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再继续 找到表1的第二条元组，然后从刚才的中断点处继续顺序扫描表2，查找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。直接遇到表2中大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再继续 重复上述操作，直到表1或表2中的全部元组都处理完毕为止,索引连接(INDEX-JOIN),对表2按连接字段建立索引 对表1中的每个元组，依次根据其连接字段值查询表2的索引，从中找到满足条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组,连接查询（续）,一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接,一、等值与非等值连接查询,等值连接：连接运算符为= 例33 查询每个学生及其选修课程的情况 SELECT Student.*，SC.* FROM Student，SC WHERE Student.Sno = SC.Sno； 查询结果：,等值与非等值连接查询（续）,自然连接： 例34 对例33用自然连接完成。 SELECT Student.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，Grade FROM Student，SC WHERE Student.Sno = SC.Sno；,连接查询（续）,一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接,二、自身连接,自身连接：一个表与其自己进行连接 需要给表起别名以示区别 由于所有属性名都是同名属性，因此必须使用别名前缀 例35查询每一门课的间接先修课（即先修课的先修） SELECT FIRST.Cno，SECOND.Cpno FROM Course FIRST，Course SECOND WHERE FIRST.Cpno = SECOND.Cno；,FIRST表（Course表）,SECOND表（Course表）,查询结果：,连接查询（续）,一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接,三、外连接,外连接与普通连接的区别 普通连接操作只输出满足连接条件的元组 外连接操作以指定表为连接主体，将主体表中不满足连接条件的元组一并输出 例 36 改写例33 SELECT Student.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，Grade FROM Student LEFT OUT JOIN SC ON (Student.Sno=SC.Sno)；,外连接（续）,执行结果：,外连接（续）,左外连接 列出左边关系（如本例Student）中所有的元组 右外连接 列出右边关系中所有的元组,连接查询（续）,一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接,四、复合条件连接,复合条件连接：WHERE子句中含多个连接条件 例37查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生 SELECT Student.Sno, Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno = SC.Sno AND /* 连接谓词*/ SC.Cno= 2 AND SC.Grade 90； /* 其他限定条件 */,复合条件连接（续）,例38查询每个学生的学号、姓名、选修的课程名及成绩 SELECT Student.Sno，Sname，Cname，Grade FROM Student，SC，Course /*多表连接*/ WHERE Student.Sno = SC.Sno and SC.Cno = Course.Cno；,3.4 数据查询,3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式,嵌套查询概述 一个SELECT-FROM-WHERE语句称为一个查询块 将一个查询块嵌套在另一个查询块的WHERE子句或HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询 SELECT Sname /*外层查询/父查询*/ FROM Student WHERE Sno IN ( SELECT Sno /*内层查询/子查询*/ FROM SC WHERE Cno= 2 ）； 子查询的限制 不能使用ORDER BY子句,只能对最终查询结果排序 层层嵌套方式反映了 SQL语言的结构化 有些嵌套查询可以用连接运算替代,3.4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 四、 带有EXISTS谓词的子查询,一、带有IN谓词的子查询,例39 查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。 此查询要求可以分步来完成 确定“刘晨”所在系名 SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 ； 结果为： CS 查找所有在IS系学习的学生。 SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept= CS ； 结果为：,将第一步查询嵌入到第二步查询的条件中 SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept IN (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 )； 此查询为不相关子查询。 本例中也可以用自身连接完成查询 SELECT S1.Sno，S1.Sname，S1.Sdept FROM Student S1，Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND S2.Sname = 刘晨；,带有IN谓词的子查询（续）,例40查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名 SELECT Sno，Sname 最后在Student关系中 FROM Student 取出Sno和Sname WHERE Sno IN (SELECT Sno 然后在SC关系中找出选 FROM SC 修了3号课程的学生学号 WHERE Cno IN (SELECT Cno 首先在Course关系中找出 FROM Course “信息系统”的课程号，为3号 WHERE Cname= 信息系统 ) );,带有IN谓词的子查询（续）,用连接查询实现 SELECT Sno，Sname FROM Student，SC，Course WHERE Student.Sno = SC.Sno AND SC.Cno = Course.Cno AND Course.Cname=信息系统；,嵌套查询求解方法,不相关子查询： 子查询的查询条件不依赖于父查询 由里向外 逐层处理。即每个子查询在上一级查询处理之前求解，子查询的结果用于建立其父查询的查找条件。 相关子查询：子查询的查询条件依赖于父查询 首先取外层查询中表的第一个元组，根据它与内层查询相关的属性值处理内层查询，若WHERE子句返回值为真，则取此元组放入结果表 然后再取外层表的下一个元组 重复这一过程，直至外层表全部检查完为止,3.4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 四、 带有EXISTS谓词的子查询,二、带有比较运算符的子查询,当能确切知道内层查询返回单值时，可用比较运算符（，=，）。 与ANY或ALL谓词配合使用 例：假设一个学生只可能在一个系学习，并且必须属于一个系，则在例39可以用 = 代替IN ： SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept = (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨)；,带有比较运算符的子查询（续）,子查询一定要跟在比较符之后 错误的例子： SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE ( SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 ) = Sdept；,带有比较运算符的子查询（续）,例41找出每个学生超过他选修课程平均成绩的课程号。 SELECT Sno， Cno FROM SC x WHERE Grade =(SELECT AVG(Grade) FROM SC y WHERE y.Sno=x.Sno);,相关子查询,可能的执行过程： 1. 从外层查询中取出SC的一个元组x，将元组x的Sno值（200215121）传送给内层查询。 SELECT AVG(Grade) FROM SC y WHERE y.Sno=200215121; 2. 执行内层查询，得到值88（近似值），用该值代替内层查询，得到外层查询： SELECT Sno， Cno FROM SC x WHERE Grade =88； 3. 执行这个查询，得到 （200215121，1） （200215121，3） 4.外层查询取出下一个元组重复做上述1至3步骤，直到外层的SC元组全部处理完毕。结果为: （200215121，1） （200215121，3） （200215122，2）,3.4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 四、 带有EXISTS谓词的子查询,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,谓词语义 ANY：任意一个值 ALL：所有值 需要配合使用比较运算符 ANY大于子查询结果中的某个值 ALL大于子查询结果中的所有值 = ANY大于等于子查询结果中的某个值 = ALL大于等于子查询结果中的所有值 ）ANY不等于子查询结果中的某个值 !=（或）ALL不等于子查询结果中的任何一个值,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,例42 查询其他系中比计算机科学某一学生年龄小的学生姓名和年龄 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage CS ; /*父查询块中的条件 */,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,结果： 执行过程： 1.RDBMS执行此查询时，首先处理子查询，找出 CS系中所有学生的年龄，构成一个集合(20，19) 2. 处理父查询，找所有不是CS系且年龄小于 20 或 19的学生,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,用聚集函数实现 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage CS ;,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,例43 查询其他系中比计算机科学系所有学生年龄都小的学生姓名及年龄。 方法一：用ALL谓词 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage CS ;,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,方法二：用聚集函数 SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage CS ;,带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 （续）,表3.5 ANY（或SOME），ALL谓词与聚集函数、IN谓词的等价转换关系,18. (连接查询) 求选修了课程001且成绩在70分以下或成绩在90分以上的学生的姓名、课程名称和成绩。 19.(自身连接查询) 求年龄大于 李丽 的所有学生的姓名、系和年龄。 20.(子查询) 求与 黎明 年龄相同的学生的姓名和系。 21.(子查询) 求选修了课程名为 数据结构 的学生的学号和姓名。 22.(表连接) 求数学系中年龄相同的学生的姓名和年龄。,3.4.3 嵌套查询,一、带有IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询 四、 带有EXISTS谓词的子查询,带有EXISTS谓词的子查询(续）,1. EXISTS谓词 存在量词 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”。 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 2. 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,带有EXISTS谓词的子查询(续）,例44查询所有选修了1号课程的学生姓名用连接运算 用连接运算： SELECT Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno= 1;,带有EXISTS谓词的子查询(续）,例44查询所有选修了1号课程的学生姓名。 思路分析： 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关系 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送入结果关系,带有EXISTS谓词的子查询(续）,用嵌套查询 SELECT Sname FROM Student WHERE EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno=Student.Sno AND Cno= 1 )；,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,STUDENT,SC,带有EXISTS谓词的子查询(续）,例45 查询没有选修1号课程的学生姓名。 SELECT Sname FROM Student WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno = Student.Sno AND Cno=1)；,带有EXISTS谓词的子查询(续）,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,带有EXISTS谓词的子查询(续）,例：例39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： SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student S1 WHERE EXISTS (SELECT * FROM Student S2 WHERE S2.Sdept = S1.Sdept AND S2.Sname = 刘晨)；,S1,S2,带有EXISTS谓词的子查询(续）,由于带EXISTS量词的相关查询只关心内层查询是否有返回，并不是具体值，因此效率不一定低于不相关查询，有时是高效的方法 用EXISTS/NOT EXISTS实现全称量词(难点) SQL语言中没有全称量词 （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： (x)P ( x( P),带有EXISTS谓词的子查询(续）,例46 查询选修了全部课程的学生姓名。 等价于： 查询这样的学生，没有一门课是他不选的。 SELECT Sname FROM Student WHERE NOT EXIST （SELECT * FROM Course WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno= Student.Sno AND Cno= Course.Cno ） ）；内层是某个同学指课程不存在选修,带有EXISTS谓词的子查询(续）,用EXISTS/NOT EXISTS实现逻辑蕴函(难点) SQL语言中没有蕴函(Implication)逻辑运算 可以利用谓词演算将逻辑蕴函谓词等价转换为： p q pq,带有EXISTS谓词的子查询(续）,例47查询至少选修了学生200215122选修的全部课程的学生号码。 解题思路： 用逻辑蕴函表达：查询学号为x的学生，对所有的课程y，只要200215122学生选修了课程y，则x也选修了y。 形式化表示： 用P表示谓词 “学生200215122