数据库查询语言QBE与Datalog深度解析

# 关系型数据库查询语言QBE与Datalog详解 在数据库领域，除了广为人知的SQL，还有其他强大的查询语言，如QBE（Query-by-Example）和Datalog。本文将深入探讨这两种语言的特点、用法以及相关操作，帮助读者更好地理解和运用它们进行数据库查询和管理。 ## 1. QBE语言概述 QBE是一种图形化的数据操作语言，其查询语句看起来像表格，具有直观、简单的特点，深受数据库初学者的喜爱。许多个人计算机数据库系统都支持QBE或其变体，例如Microsoft Access的GQBE（Graphical Query-by-Example）。 ### 1.1 QBE的特点 - **二维语法**：与一维语言（如SQL）不同，QBE的查询语句需要二维空间来表达，查询看起来像表格。 - **示例查询**：通过提供示例来表达查询需求，系统会根据示例生成查询结果。 ### 1.2 QBE查询的基本表示 QBE查询使用表格骨架来表达，表格骨架展示了关系的模式。用户选择所需的表格骨架，并使用示例行填充。示例行由常量和示例元素（域变量）组成，域变量前加下划线（_）以避免混淆。 ### 1.3 单关系查询 以银行示例为例，要获取Navacerrada分行的所有贷款编号，可以使用以下QBE查询： ```plaintext préstamo número-préstamo numbre-sucursal importe P._x Navacerrada ``` 此查询会让系统查找`préstamo`关系中`nombre-sucursal`属性等于`Navacerrada`的元组，并将`número-préstamo`属性的值赋给变量`x`，最后输出变量`x`的值。 QBE会自动消除重复项，若要保留重复项，可在`P.`后插入`ALL.`。例如： ```plaintext préstamo número-préstamo numbre-sucursal importe P.ALL. _x Navacerrada ``` QBE还支持算术比较，如查找金额大于700欧元的所有贷款编号： ```plaintext préstamo número-préstamo numbre-sucursal importe P. >700 ``` ### 1.4 多关系查询 QBE允许跨多个关系进行查询，通过变量来连接不同关系的元组。例如，要查找在Navacerrada分行有贷款的所有客户的姓名，可以使用以下查询： ```plaintext cliente nombre-cliente calle-cliente ciudad-cliente P._x préstamo número-préstamo numbre-sucursal importe _x Navacerrada prestatario nombre-cliente número-préstamo _x _x ``` 此查询会先在`préstamo`关系中找到`nombre-sucursal`等于`Navacerrada`的元组，然后在`prestatario`关系中找到`número-préstamo`相同的元组，最后输出`prestatario`关系中`nombre-cliente`的值。 ### 1.5 条件框 当无法在表格骨架中表达所有域变量的约束时，QBE提供了条件框来表达通用约束。例如，要查找Santos或Gómez的所有贷款编号，可以使用以下查询： ```plaintext prestatario nombre-cliente número-préstamo P._x _n condiciones _n = Santos or _n = Gómez ``` ### 1.6 结果关系 如果查询结果包含多个关系的属性，需要定义一个临时结果关系来展示结果。例如，要获取Navacerrada分行所有账户的客户姓名、账户编号和余额，可以使用以下步骤： 1. 创建一个名为`resultado`的表格骨架，包含`nombre-cliente`、`número-cuenta`和`saldo`属性。 2. 编写查询： ```plaintext resultado nombre-cliente número-cuenta saldo P._x _y _z cuenta número-cuenta nombre-sucursal saldo _y Navacerrada _z impositor nombre-cliente número-cuenta _x _y ``` ### 1.7 元组的排序显示 QBE允许用户控制元组的显示顺序，使用`AO`（升序）和`DO`（降序）命令。例如，要按字母升序列出在银行有账户的所有客户，可以使用以下查询： ```plaintext impositor nombre-cliente número-cuenta P.AO. _x ``` ### 1.8 聚合操作 QBE包含以下聚合运算符：AVG、MAX、MIN、SUM和CNT。在这些运算符后添加`.ALL`后缀以创建多重集合进行聚合操作。例如，要计算Navacerrada分行所有账户的总余额，可以使用以下查询： ```plaintext cuenta número-cuenta nombre-sucursal saldo P.SUM.ALL. Navacerrada _x ``` ### 1.9 数据库的修改操作 #### 1.9.1 删除操作 使用`D.`命令删除关系中的元组。例如，要删除客户Santos，可以使用以下查询： ```plaintext cliente nombre-cliente calle-cliente ciudad-cliente D. Santos ``` #### 1.9.2 插入操作 使用`I.`命令插入元组。例如，要在Navacerrada分行插入一个账户编号为C-97