SQL：数据库查询与操作的强大语言

# SQL 全面解析：从基础到高级特性 ## 1. SQL 概述 SQL（Structured Query Language）是一种广泛用于关系型数据库的语言，它结合了关系代数和关系演算的结构。尽管 SQL 常被视为查询语言，但它还具备定义数据结构、修改数据库数据以及指定安全约束等功能。 ### 1.1 SQL 发展历程 - 最初由 IBM 在 20 世纪 70 年代开发，最初名为 Sequel，后演变为 SQL。 - 1986 年，ANSI 和 ISO 发布了 SQL - 86 标准，之后又陆续发布了 SQL - 89、SQL - 92 和 SQL:1999 等标准。 ### 1.2 SQL 组件 |组件|描述| | ---- | ---- | |数据定义语言（LDD）|用于定义关系模式、删除关系、创建索引和修改关系模式。| |交互式数据操作语言（LMD）|包括基于关系代数和元组演算的查询语言，以及插入、删除和修改数据库元组的命令。| |视图定义|用于定义视图。| |事务控制|用于指定事务的开始和结束。| |SQL 嵌入和动态 SQL|定义如何将 SQL 指令集成到通用编程语言中。| |完整性|用于指定数据库中存储的数据必须满足的完整性约束。| |授权|用于指定对关系和视图的访问权限。| ## 2. SQL 基本结构 SQL 查询的基本结构由三个子句组成：select、from 和 where。 ### 2.1 select 子句 对应关系代数中的投影操作，用于列出查询结果所需的属性。例如： ```sql select nombre-sucursal from préstamo ``` 该查询将返回 `préstamo` 关系中所有 `nombre - sucursal` 的值。 ### 2.2 where 子句 对应关系代数中的选择操作，是一个谓词，涵盖了 `from` 子句中出现的关系的属性。例如： ```sql select número-préstamo from préstamo where nombre-sucursal = ‘Navacerrada’ and importe > 1200 ``` 该查询将返回 `préstamo` 关系中 `nombre - sucursal` 为 `Navacerrada` 且 `importe` 大于 1200 的所有 `número - préstamo`。 ### 2.3 from 子句 对应关系代数中的笛卡尔积操作，列出在表达式求值时需要分析的关系。例如： ```sql select nombre-cliente, prestatario.número-préstamo, importe from prestatario, préstamo where prestatario.número-préstamo = préstamo.número-préstamo ``` 该查询将返回所有在银行有贷款的客户的姓名、贷款编号和贷款金额。 ### 2.4 重命名操作 SQL 提供了重命名关系和属性的机制，使用 `as` 子句。例如： ```sql select nombre-cliente, prestatario.número-préstamo as id-préstamo, importe from prestatario, préstamo where prestatario.número-préstamo = préstamo.número-préstamo ``` 该查询将 `prestatario.número - préstamo` 重命名为 `id - préstamo`。 ### 2.5 元组变量 在 `from` 子句中使用 `as` 子句可以定义元组变量。例如： ```sql select nombre-cliente, T.número-préstamo, S.importe from prestatario as T, préstamo as S where T.número-préstamo = S.número-préstamo ``` 该查询使用了元组变量 `T` 和 `S`。 ### 2.6 字符串操作 SQL 提供了字符串匹配操作，使用 `like` 运算符。例如： ```sql select nombre-cliente from cliente where calle-cliente like ‘%Mayor%’ ``` 该查询将返回所有街道名称包含 `Mayor` 的客户姓名。 ### 2.7 元组排序 使用 `order by` 子句可以对查询结果进行排序。例如： ```sql select distinct nombre_cliente from prestatario, préstamo where prestatario.número-préstamo = préstamo.número-préstamo and nombre-sucursal = ‘Navacerrada’ order by nombre-cliente ``` 该查询将按客户姓名的字母顺序返回在 `Navacerrada` 分行有贷款的所有客户姓名。 ### 2.8 重复元组 SQL 允许关系和查询结果中存在重复元组。可以使用 `distinct` 关键字强制删除重复项，使用 `all` 关键字明确指定保留重复项。例如： ```sql select distinct nombre-sucursal from préstamo ``` 该查询将返回 `préstamo` 关系中所有不同的 `nombre - sucursal` 值。 ## 3. SQL 集合操作 ### 3.1 并操作 使用 `union` 操作符可以找到所有在银行有贷款、有账户或两者都有的客户。例如： ```sql (select nombre-cliente from impositor) union (select nombre-cliente from prestatario) ``` 使用 `union all` 可以保留重复项。 ### 3.2 交操作 使用 `intersect` 操作符可以找到所有在银行既有贷款又有账户的客户。例如： ```sql (select distinct nombre-cliente from impositor) intersect (select distinct nombre-cliente from prestatario) ``` 使用 `intersect all` 可以保留重复项。 ### 3.3 差操作 使用 `except` 操作符可以找到所有有账户但没有贷款的客户。例如： ```sql (select distinct nombre-cliente from impositor) except (select distinct nombre-cliente from prestatario) ``` 使用 `except all` 可以保留重复项。 ## 4. SQL 聚合函数 SQL 提供了五个基本的聚合函数：`avg`（平均值）、`min`（最小值）、`max`（最大值）、`sum`（总和）和 `count`（计数）。 ### 4.1 单个集合的聚合 例如，计算 `Navacerrada` 分行的账户平均余额： ```sql select avg (saldo) from cuenta where nombre-sucursal = ‘Navacerrada’ ``` ### 4.2 分组聚合 使用 `group by` 子句可以对元组进行分组，并对每个组应用聚合函数。例如，计算每个分行的账户平均余额： ```sql select nombre-sucursal, avg (saldo) from cuenta group by nombre-sucursal ``` ### 4.3 having 子句 用于对分组后的结果进行筛选。例如，找出账户平均余额大于 1200 的分行： ```sql select nombre-sucursal, avg (saldo) from cuenta group by nombre-sucursal having avg (saldo) > 1200 ``` ## 5. SQL 中的空值处理 SQL 允许使用空值来表示属性值未知或不存在。在谓词中，可以使用 `null` 关键字来检查值是否为空。例如： ```sql select número-préstamo from préstamo where importe is null ``` 该查询将返回 `préstamo` 关系中 `importe` 为空的所有贷款编号。 空值在算术和比较运算中会导致一些复杂情况。例如，任何包含空值的算术表达式结果都为空，任何涉及空值的比较结果都被视为未知。 ## 6. SQL 嵌套子查询 ### 6.1 集合成员检查 使用 `in` 和 `not in` 操作符可以检查元组是否属于某个集合。例如，找出所有在银行既有贷款又有账户的客户： ```sql select distinct nombre-cliente from prestatario where nombre-cliente in (select nombre-cliente from impositor) ``` ### 6.2 集合比较 使用 `> some`、`> all` 等操作符可以进行集合比较。例