SQL查询基础结构全解析

### SQL 查询基础结构全解析 #### 1. SQL 数据操作基础命令 在 SQL 中，有几个基础命令用于对数据库中的关系（表）进行操作，包括删除、移除和修改表结构。 - **删除表中的元组**：使用 `delete` 命令可以从关系中删除元组。例如，`delete from student;` 会删除 `student` 关系中的所有元组。不过，`delete` 命令还有其他形式，可以删除特定的元组。 - **移除关系**：要从 SQL 数据库中移除一个关系，使用 `drop table` 命令。例如，`drop table r;` 会从数据库中删除关于 `r` 关系的所有信息，这比 `delete from r;` 操作更彻底。`delete from r;` 只是删除 `r` 中的所有元组，但保留关系 `r` 的结构；而 `drop table r;` 不仅删除所有元组，还删除 `r` 的模式。删除后，除非使用 `create table` 命令重新创建，否则无法向 `r` 中插入元组。 - **修改表结构**：使用 `alter table` 命令可以对现有关系进行结构修改。 - **添加属性**：`alter table r add A D;` 用于向现有关系 `r` 中添加属性 `A`，其类型为 `D`。新属性对于关系中的所有元组初始值都为 `null`。 - **删除属性**：`alter table r drop A;` 用于从关系 `r` 中删除属性 `A`。不过，许多数据库系统不支持删除属性，尽管它们允许删除整个表。 #### 2. SQL 查询的基本结构 SQL 查询的基本结构由三个子句组成：`select`、`from` 和 `where`。查询以 `from` 子句中列出的关系作为输入，根据 `where` 和 `select` 子句的指定对这些关系进行操作，最后生成一个关系作为结果。 #### 3. 单关系查询 单关系查询是指只涉及一个关系的查询操作。以下通过几个例子来介绍单关系查询。 - **查询所有教师的姓名**： ```sql select name from instructor; ``` 这个查询将 `instructor` 关系放在 `from` 子句中，因为教师姓名存储在 `instructor` 关系的 `name` 属性中，所以将 `name` 放在 `select` 子句中。如果 `instructor` 关系如示例所示，查询结果将是一个只包含 `name` 属性的关系。 - **查询所有教师所属的系名**： ```sql select dept name from instructor; ``` 由于可能有多个教师属于同一个系，系名在 `instructor` 关系中可能会多次出现。在 SQL 中，默认情况下允许结果中存在重复项。如果要强制消除重复项，可以在 `select` 后插入 `distinct` 关键字： ```sql select distinct dept name from instructor; ``` 也可以使用 `all` 关键字明确指定不删除重复项： ```sql select all dept name from instructor; ``` 不过，由于默认保留重复项，在示例中通常不使用 `all` 关键字。 - **使用算术表达式**：`select` 子句还可以包含涉及 `+`、`-`、`*` 和 `/` 运算符的算术表达式，这些运算符可以作用于常量或元组的属性。例如： ```sql select ID, name, dept name, salary * 1.1 from instructor; ``` 这个查询返回的关系与 `instructor` 关系类似，只是 `salary` 属性的值乘以了 1.1，这模拟了给每个教师加薪 10% 的情况，但实际上不会对 `instructor` 关系进行任何修改。 - **使用 `where` 子句筛选结果**：`where` 子句允许我们只选择 `from` 子句结果关系中满足指定谓词的行。例如，要查询计算机科学系中工资大于 70000 美元的所有教师的姓名，可以使用以下查询： ```sql select name from instructor where dept name = 'Comp. Sci.' and salary > 70000; ``` SQL 允许在 `where` 子句中使用逻辑连接词 `and`、`or` 和 `not`，其操作数可以是涉及比较运算符 `<`、`<=`、`>`、`>=`、`=` 和 `<>` 的表达式。这些比较运算符可以用于比较字符串、算术表达式以及特殊类型（如日期类型）。 #### 4. 多关系查询 实际应用中，查询往往需要访问多个关系中的信息。以下通过例子介绍如何编写多关系查询。 - **查询所有教师的姓名、所属系名和系楼名**： ```sql select name, instructor.dept name, building from instructor, department where instructor.dept name = department.dept name; ``` 在这个查询中，`instructor` 关系的 `dept name` 属性可以获取系名，但系楼名存储在 `department` 关系的 `building` 属性中。因此，需要在 `from` 子句中列出这两个关系，并在 `where` 子句中指定匹配条件，即 `instructor` 关系中每个元组的 `dept name` 值要与 `department` 关系中某个元组的 `dept name` 值相等。 注意，由于 `dept name` 属性在 `instructor` 和 `department` 两个关系中都存在，所以使用关系名作为前缀（如 `instructor.dept name` 和 `department.dept name`）来明确引用的是哪个属性。而 `name` 和 `building` 属性只出现在一个关系中，因此不需要前缀。 - **多关系查询的一般形式**：一个典型的 SQL 查询形式如下： ```sql select A1, A2, ..., An from r1, r2, ..., rm where P; ``` 其中，每个 `Ai` 表示一个属性，每个 `ri` 表示一个关系，`P` 是一个谓词。如果省略 `where` 子句，则谓词 `P` 为真。虽然子句必须按 `select`、`from`、`where` 的顺序编写，但理解查询操作的最佳方式是按操作顺序考虑这些子句：先 `from`，再 `where`，最后 `select`。 - **`from` 子句的笛卡尔积**：`from` 子句本身定义了该子句中列出的关系的笛卡尔积。笛卡尔积可以通过迭代过程来理解： ```plaintext for each tuple t1 in relation r1 for each tuple t ```