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《SQL必知必会》万字精华！

数据管道

共 29614字，需浏览 60分钟

 ·

2022-05-20 09:24

本文是《SQL必知必会》一书的精华总结

大家好，我是宝器~

为了帮助读者快速入门SQL或者MySQL，主要内容包含：

  • 数据库基础知识
  • 库表的相关操作
  • 检索数据的方法等

思维导图

下面的思维导图中记录了这本书的整体目录结构，包含内容有：

  • 数据的检索
  • 汇总数据
  • 分组数据
  • …….

个人增加了一章：Python操作游标

一、了解SQL

本章中主要是介绍了数据库和SQL相关的基本知识和术语。

数据库

数据库是一个以某种有组织的方式存储的数据集合。数据库是一个保存有组织的数据容器，通常是一个文件或者一组文件

表

表示一种结构化的文件，可以用来存储某种特定的数据类型。表是某种特定类型数据的结构化清单。

存储在表中的数据是同一种类型的数据或者清单

数据库中的每个表都有自己的名字，并且这个表是唯一的。

列

表是由列组成的，列存储表中某部分的信息。列是表中的某个字段。所有的表都是由一个或者多个列组成的。

数据库中的每个列都应该是具有的相同数据类型datatype。数据类型定义了列可以存储哪些数据类型。

行

表中的数据是按照行来进行存储的，所保存的每个记录存储在自己的行内。如果把表想象成一个网格，那么网格中垂直的列则为表列，水平则为表行。

行表示的是一个记录。行有时候也称之为记录。

主键

表中每一行都应该都有一列或者几列来唯一标识自己。主键用来表示一个特定的行。

主键：一列或者几列，其值能够标识表中每行。

如果表中的列可以作为主键，则它必须满足：

  • 任意两行都不具有相同的主键值（主键列不允许NULL值）
  • 每行都必须有一个主键值
  • 主键列中的值不允许修改或者更新
  • 主键值不能重用（如果某行从表中删除，则它的主键不能赋给以后的行记录）

什么是SQL

首先我们看一段来自百度百度的解释：

结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL，是一种特殊目的的编程语言，是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统。

SQL是一种专门和数据库沟通的语言

SQL特点

1、SQL不是某个特定数据库供应商专有的语言，几乎所有的DBMS都是支持SQL

2、SQL简单易学。它的语句都是由简单的、具有描述性的英文单词组成的

3、SQL虽然简单，但是实际上是一种很强有力的语言，灵活使用去语言元素，可以进行复杂和高级的数据库操作

二、检索数据

本章中介绍的是如何使用select语句从表中检索一个或者多个数据列。

每个SQL语句多有一个或者多个关键字组成，最经常使用的就是select关键字。它的用途是从一个或者多个表中检索出来信息。为了使用select检索数据，必须至少给出两个信息：

  • 检索什么（字段，列）
  • 从哪里检索（表）

检索单个列

SELECT prod_name   -- 检索什么
FROM Products;  -- 从哪里检索

下面关于SQL的语句做几点笔记：

  1. 多条SQL语句必须是以分号;结尾；如果是单条不加分号也是可以的，但是最好加上
  2. SQL语句不区分大小写，即：SELECT和select是相同的。但是一般规范的写法是：SQL关键字进行大写，列名和表名是小写的
  3. 在处理SQL语句的时候，其中所有的空格都是忽略的；但是分行写，语句更清晰，更好理解
-- 写法1
SELECT prod_name   -- 检索什么
FROM Products;  -- 从哪里检索

-- 写法2
SELECT prod_name FROM Products;  

-- 写法3
SELECT 
prod_name 
FROM 
Products; 

-- 写法：个人习惯写法
SELECT 
 prod_name 
FROM Products; 

检索多个列

SELECT pro_id,prod_name,prod_price
FROM Products;

-- 个人写法
SELECT 
 pro_id,
 prod_name,
 prod_price
FROM Products;

检索所有列

SELECT *  -- *代表所有列
FROM Products;

检索不同的值

SELECT DISTINCT vend_id  
FROM products;

  • SQL中的DISTINCT关键字表示的是去重，只返回不同的值。它必须放在列的前面。

  • 不能部分使用DISTINCT关键字。它是作用于所有的列

SELECT DISTINCT vend_id, prod_price  -- DISTINCT作用于所有的列，并不仅仅是后面的列

限制结果

如果不加限制条件，SQL返回的是全部数据。如果我们想只显示部分数据，该如何实现？

1、SQL Server 和 Access

SELECT TOP 5 prod_name  -- 最多返回5行
FROM Products;

2、DB2

SELECT prod_name
FROM Products 
FETCH FIRST 5 ROWS ONLY;   -- 字面意思：显示前5行

3、Oracle

SELECT prod_name
FROM Products 
WHERE ROWNUM <= 5;

4、MySQL、MariaDB、PostgreSQL、SQLite

使用关键字limit

SELECT prod_name
FROM Products 
LIMIT 5;   -- 使用LIMIT5

关于LIMIT的笔记：

SELECT prod_name
FROM Products 
LIMIT 4 OFFSET 5;  -- 第5行开始显示4行数据

-- 简化版本
SELECT prod_name
FROM Products 
LIMIT 5,4  -- 效果同上
  • 第一个数字表示显示多少行数据
  • 第二个数字表示从哪里开始显示

SQL注释问题

SQL中的注释分为两种：单行注释和多行注释

单行注释使用—符号，后面跟上注释的内容：

SELECT prod_name  -- 这里是一条注释，你可以写点注释
FROM Products 
LIMIT 4 OFFSET 5;  

多行注释使用一对/*，符号之间的内容就是注释：

/*
注释1：SQL语句的作用是什么
注释2：SQL语句谁在什么时候写的
*/
SELECT prod_name  
FROM Products 
LIMIT 4 OFFSET 5;  

三、排序检索数据

排序数据（单个列）

本节中介绍的是如何利用order by子句来对select检索的结果进行排序。为了明确地排序用select语句检索出来的数据，可使用order by子句取一个或者多个列的名字，来对输出结果进行排序。

  • 使用关键词order by
  • 排序的结果默认是升序ASC，降序是DESC
SELECT prod_name
FROM Products 
ORDER BY prod_name;  -- 根据产品名称的字母进行排序

笔记：我们需要注意order by子句的位置，一定要保证它是select语句的最后一条子句。如果它不是最后的子句，那么就会报错。

按多个列排序

在实际的需求中，我们经常会遇到根据多个列进行排序。比如根据员工的姓名排序，如果姓相同，再根据名字进行排序。

要按多个列进行排序，指定列名即可，列名之间使用逗号隔开。

SELECT prod_id,prod_price,prod_name   -- 选择3个列
FROM Products
ORDER BY prod_price,prod_name;  -- 先根据价格排序，如果有相同的价格再根据姓名排序

笔记：只有当prod_price有相同的值，才会根据prod_name进行排序

按列位置进行排序

除了可以使用列名指出排序顺序外，order by还支持使用相对位置进行排序。

SELECT 
 prod_id,
 prod_price,
 prod_name   -- 选择3个列
FROM Products
ORDER BY 2,3;     -- 2,3就是相对位置
  • 2表示的是第2个列（prod_price）
  • 3表示的是第3个列名（prod_name）

如果想在多个列上进行降序排列，则对每个列都要指定DESC关键词：

-- 正确写法
SELECT 
 prod_id,
 prod_price,
 prod_name   
FROM Products
ORDER BY prod_price DESC, prod_name DESC;  -- 每个列都指定DESC

-- 错误写法！！！
SELECT 
 prod_id,
 prod_price,
 prod_name   
FROM Products
ORDER BY prod_price, prod_name DESC;  -- DESC只对最近的prod_name起作用，那么prod_price仍然是升序排列的

四、过滤数据

本节中讲解的是使用where关键词来过滤数据。数据库中一般存在大量的数据，一般我们只需要检索表中少量的行。只检索所需数据需要指定搜索条件，搜索条件也称之为过滤条件。

使用where子句

SELECT prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE prod_price=5;  -- 指定条件

笔记：当ORDER BY 和WHERE子句同时存在的时候，ORDER BY子句应该位于WHERE子句之后。

WHERE子句操作符

常用的where子句操作符：

操作符说明
操作符说明
=等于
>大于
<>不等于
>=大于等于
!=不等于
!>不大于
<小于
BETWEEN…AND...在指定的两个值之间
>大于
IS NULL为NULL值
!<不小于


注：上面表格中的某些操作符是等价的。

检查单个值

SELECT prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE prod_price <= 5;  -- 指定1个条件
SELECT vend_id, prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE vend_id <> 'DLL01'   -- 指定不等于条件

笔记：

1、上面where子句中，可以看到有的只会在单引号内，但是有的没有括起来。

2、单引号用来限定字符串。如果将值和字符串类型的比较，需要使用限定符号

3、用来与数值列进行比较的值，则不用括号。

不匹配检查

SELECT vend_id, prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE vend_id <> 'DLL01'  -- 不匹配检查条件 

范围值检查

要检查某个范围的值，可以使用BETWEEN操作符。BETWEEN操作符要搭配AND同时使用，指定范围的最大值和最小值：

SELECT vend_id, prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE prod_price BETWEEN 100 AND 600    -- BETWEEN ... AND...联合使用

空值检查

当我们创建表的时候，可以指定其中的列是否包含空值。在一个列不包含值时，称其包含空值NULL。

注：NULL（无值，no value），它和字段包含0、空字符串或仅仅包含空格是不同的。

SELECT中一个特殊的WHERE子句用来检查具有NULL值的列：

SELECT prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE prod_price IS NULL;   -- 找出价格为NULL的数据

五、高级数据过滤

本节中介绍的是如何组合WHERE子句以建立功能更强、更高级的搜索条件

组合WHERE子句

操作符operator：用来联结或改变WHERE子句中的子句的关键字，也称之为逻辑操作符logical operator。

AND操作符

同时满足AND操作符两边的条件

SELECT vend_id, prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE vend_id >= 'DLL01' AND prod_price <= 20;  -- AND操作符指定2个条件 
OR操作符

满足OR操作符两边的一个条件即可

SELECT vend_id, prod_name, prod_price
FROM Products
WHERE vend_id >= 'DLL01' OR prod_price <= 20;  -- AND操作符指定2个条件 

注：当第一个条件满足的时候，第二个条件便不会执行了。

AND和OR联用

在WHERE子句中同时使用AND和OR操作符：

⚠️：AND操作符的优先级是高于OR操作符

⚠️：AND操作符的优先级是高于OR操作符

⚠️：AND操作符的优先级是高于OR操作符

SELECT prod_name,prod_price
FROM Products
WHERE vend_id = 'DLL01' OR vend_id = 'BRS01' AND prod_price >= 10;

上面的语句原本表达的含义是先挑选满足两个vend_id的条件；但是SQL在执行的时候，AND操作符先处理。如果我们想先执行AND前面的部分，可以加上括号：

SELECT prod_name,prod_price
FROM Products
WHERE (vend_id = 'DLL01' OR vend_id = 'BRS01') AND prod_price >= 10;

括号具有比AND或者OR更高的优先级，能够消除歧义。

IN操作符

IN操作符用来指定条件范围，范围中的每个条件都可以进行匹配。

SELECT prod_name,prod_price
FROM Products
WHERE vend_id IN ('DLL01','BRS01')   -- 功能类似于OR操作符
ORDER BY name：

笔记：IN操作符的主要优点

1、IN操作符的语法更清楚、更直观

2、使用了IN操作符更容易管理求值顺序

3、IN操作符一般比OR操作符执行的更快

4、在IN操作符中可以包含其他SELECT子句，能够动态地建立where子句

NOT操作符

NOT操作符只有一个功能：就是否定后面所跟的任何条件。

SELECT prod_name
FROM Products
WHERE NOT vend_id = 'DLL01'   -- 找出不是DLLO1名字的数据
ORDER BY prod_name

上面的语句的功能也可以用<>来实现：

SELECT prod_name
FROM Products
WHERE vend_id <> 'DLLO1'   -- 不等于，效果同上
ORDER BY prod_name

六、使用通配符进行过滤

什么是通配符

通配符wildcard是用来匹配值的一部分的特殊字符；利用通配符，可以创建比较特定数据的搜索模式。

笔记：由字面值、通配符或者两者组合构成的搜索条件。

为了在搜索子句中使用通配符，必须使用LIKE操作符

⚠️通配符搜索只能用于文本字段（字符串），对于非文本数据类型不能使用通配符搜索。

百分号%

功能：匹配任意字符出现的任意次数，即任意内容

SELECT prod_id, prod_name
FROM Products
WHERE prod_name LIKE "Fish%"  -- 找出所有Fish开头的产品，不管后面是什么内容

通配符可以在任意位置使用，可以使用多次：

SELECT prod_id, prod_name
FROM Products
WHERE prod_name LIKE "%bean bag%"   -- 匹配名字中包含bean bag的任意名字的数据，不管前后

通配符出现在中间：

SELECT prod_name
FROM Products 
WHERE prod_name LIKE 'F%y'   -- 找出F开头y结尾的数据

⚠️：百分号%能够匹配任意位置的0个、1个或者多个字符，但是不能匹配NULL

下划线_

下划线通配符的用途和百分号类似，但是它只能匹配一个字符，百分号是匹配多个字符，这是二者的区别。

SELECT prod_id, prod_name
FROM Products
WHERE prod_name LIKE '__ inch teddy bear'   --  前面是两个下划线_

-- 结果
prod_id           prod_name
-------           ---------
BR02              12 inch teddy bear   -- 12或者18刚好是两个字符
BR03              18 inch teddy bear

一个下划线刚好只能匹配一个字符，不能多也不能少

方括号[]

方括号[]通配符用来指定一个字符集，它必须匹配指定位置的一个字符。

SELECT cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_contact LIKE '[JM]%'    -- 匹配JM当中一个字母开头，后面是任意字符的内容
ORDER BY cust_contact
  • [JM]：匹配其中一个字符
  • %：匹配任意内容

取反字符^

使用取反符号^来否定内容：

SELECT cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_contact LIKE '[^JM]%'   -- 匹配不是JM开头的任意内容
ORDER BY cust_contact;

使用NOT操作符可以得到类似上面的结果：

SELECT cust_contact
FROM Customers
WHERE NOT cust_contact LIKE '[JM]%'   -- 匹配不是JM开头的任意内容；NOT表示取反，否定内容
ORDER BY cust_contact;

通配符使用技巧

⚠️通配符使用的几点注意事项：

  1. 不要过度使用通配符
  2. 如果确实需要使用通配符，尽可能不要将它们放在搜索模式的开始位置。通配符处于开始处，搜索是最慢的。
  3. 仔细注意通配符的位置。如果放错地方，可能得不到我们想要的结果。
  4. 通配符应该要细心使用，不要过度使用。

七、创建计算字段

计算字段

存储在数据库表中的字段一般不是应用程序中所需要的格式。我们需要直接从数据库中检索出来进行转换、计算或者格式化过的数据。计算字段并不实际存在于数据库表中。计算字段是运行时在select语句内创建的。

拼接字段

将多个字段联结在一起构成单个字段。根据不同的DBMS，使用+或者||来进行联结。但是在MySQL中必须使用特殊的函数来进行操作。

拼接字段函数Concat的使用：

SELECT 
   Concat(vend_name, ' (', vend_country, ')')
FROM Vendors
ORDER BY vend_name;

代码解释：

  • 存在列vend_name列中的名字
  • 包含一个空格和一个左圆括号的字符串
  • 存在vend_country列中的国家
  • 包含一个右圆括号的字符串

小知识：MySQL中如何去掉空格？

RTRIM(col)  -- 去掉值右边的所有空格
LTRIM(col)  -- 去掉值左边的所有空格
TTRIM(col)  -- 去掉字符串左右两边的所有空格

使用别名

别名（alias）是一个字段或者值的替换明，别名是使用关键词AS来赋予的。

SELECT 
   Concat(vend_name, ' (', vend_country, ')')  AS vend_title    -- 使用别名
FROM Vendors
ORDER BY vend_name;

笔记：AS关键词语是可选的，但是最好使用

执行算术运算

计算字段的另一个常见运算是对检索出来的数据进行算术运算。

SELECT
 prod_id
 ,quantity
 ,item_price
 ,quantity * item_price AS expanded_price   -- 计算字段执行算术运算，并使用别名
FROM OrderItems
WHERE order_num = 2008;

SQL算术操作符

SQL中支持的算术操作符：

操作符说明
+加
-减
*乘
/除

八、使用函数处理数据

常用函数

与其他计算机语言一样，SQL中也提供函数来处理数据。

  • 用于处理文本字符串：删除或填充值、转换值或者大小写转化
  • 用于在数值数据上进行算术操作：返回绝对值、代数运算等
  • 用于处理日期和时间，并从中提取出特定成分的日期和时间函数等
  • 返回DBMS正使用的特殊信息的系统函数

文本处理函数

函数说明
LEFT()返回字符串左边的字符
LENGTH()返回字符串的长度
LOWER()将字符串转换为小写
LTRIM()去掉值左边的所有空格
RIGHT()返回字符串右边的字符
RTRIM()去掉值右边的所有空格
SOUNDEX()返回字符串的SOUNDEX值
UPPER()将字符串转换为大写

SOUNDE(X)是一个将任何文本串转成描述其语音表示的字母数字模式的算法。

SELECT
  cust_name
  ,cust_contact
FROM Customers
WHERE SOUNDEX(cust_contact) = SOUNDEX('Michael Green')   -- 转化成对应的值

日期和时间处理函数

日期和时间采用相应的数据类型存储在表中，以特殊的格式来存储。

SELECT  
 order_num
FROM Orders
WHERE YEAR(order_date) = 2012;   -- 提取年份

数值处理函数

MySQL中常用的数值处理函数：

函数说明
ABS()返回一个数的绝对值
COS()返回一个角度的余弦值
EXP()返回一个数的指数值
PI()返回圆周率
SIN()返回一个角度的正弦
SQRT()返回一个数的平方根
TAN()返回一个角度的正切值

九、汇总数据

聚集函数

聚集函数指的是对某些行运行的一个函数，并且返回一个值，常用的聚集函数有：

函数作用
AVG()返回列的平均值
COUNT()返回列的函数
MAX()返回列的最大值
MIN()返回列的最小值
SUM()返回某列值之和

1、AVG()函数

SELECT AVG(prod_price) AS avg_price   -- 求平均值
FROM Products;

上面求解的是所有行各自的平均值，也可以指定某个特定的行来求解：

SELECT AVG(prod_price) AS avg_price   -- 求平均值
FROM Products
WHERE vend_id = 'DLLO1';   -- 指定特定的行

笔记：AVG()函数会忽略掉值NULL的行

2、COUNT()函数

COUNT()函数进行计数，可以使用它来确定表中的函数或者符合特定条件的行的数目，两种使用情况：

  • count(*)：不管是空值（NULL）还是非空值，都会统计进去
  • count(column)：对特定的列进行计数，会忽略表该列的NULL值
SELECT COUNT(*) AS num_cust
FROM Customers;

num_cust
--------
5

SELECT COUNT(cust_email) AS num_cust
FROM Customers;

num_cust
--------
3

笔记：如果指定列名，则COUNT()函数会忽略指定列的值为空的行，但是如果COUNT()函数使用的是星号，则不会忽略

3、MAX()/MIN()函数

返回指定列中的最大值或者最小值

SELECT MAX(prod_price) AS MAX_price   -- 求最大值
SELECT MAX(prod_price) AS MIN_price   -- 求最小值
FROM Products;

笔记：上面的两个最值函数会自动忽略掉值为NULL的行

4、SUM()函数

返回指定列值的和（总计）

SELECT SUM(quantity) AS items_ordered
FROM OrderItems
WHERE order_num = 20005;

SUM()函数也可以用来合计计算值：

SELECT SUM(item_price * quantity) AS total_price   -- 返回所有物品的价钱之和
FROM OrderItems
WHERE order_num = 20005;

笔记：SUM()函数会自动忽略值为NULL的行

聚集不同值

上面的5个聚集函数都可以如下使用：

  • 对所有的行执行计算，指定ALL参数或不指定参数（因为ALL是默认行为）
  • 只包含不同的值，指定DISTINCT参数，表示去重之后再进行计算

笔记：ALL参数不需要指定，是默认行为

SELECT AVG(DISTINCT prod_price) AS avg_price   -- 去重之后再求平均值
FROM Products
WHERE vend_id = 'DLLO1';   -- 指定特定的行

笔记：

1、DISTINCT不能用于COUNT(*)；如果指定列名，则DISTINCT只能用于COUNT()

2、DISTINCT必须使用列名，不能用于计算或者表达式

3、DISTINCT用于MAX()和MIN()意义不大，因为最值不管是否考虑去重，都是一样的

组合聚集函数

在SELECT子句中是可以包含多个聚集函数

SELECT 
 AVG(prod_price) AS avg_price   -- 求平均值
 ,MAX(prod_price) AS max_price   -- 求最大值
 ,MIN(prod_price) AS min_price   -- 求最小值
 ,COUNT(*) AS num_items   -- 物品的数目
FROM Products;

十、分组数据

分组使用的是两个子句：

  • GROUP BY()
  • HAVING()

创建分组

分组是使用SELECT子句的GROUP BY子句建立的，看个例子：

SELECT 
 vend_id
 ,COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
GROUP BY vend_id;   -- 分组的列

GROUP BY子句使用时候的常见规定：

  1. GROUP BY子句可以包含任意数目的列，可以对分组进行嵌套
  2. GROUP BY子句中列出的每一列都是检索列或者有效的表达式（但是不能是聚集函数）
  3. 如果在SELECT中使用表达式，则必须在GROUP BY子句中使用相同的表达式，而不是使用别名
  4. 除了聚集函数外，SELECT语句中的每列都必须在GROUP BY子句中列出
  5. 如果分组中包含具有NULL的行，则NULL将作为一个分组返回；如果列中出现多个NULL，它们将分成一个组
  6. GROUP BY子句必须在WHERE子句之后，ORDER BY子句之前
  7. GROUP BY子句中可以使用相对位置：GROUP BY 2, 1 表示先根据第二个列分组，再根据第一个列分组

过滤分组

在WHERE子句中指定过滤的是行而不是分组；实际上WHERE种并没有分组的概念。在SQL使用HAVING来实现过滤分组；

笔记：WHERE过滤行，HAVING过滤分组

SELECT
 cust_id
 ,COUNT(*) AS orders
FROM Orders
GROUP BY cust_id
HAVING COUNT(*) >= 2;    -- 过滤分组

WHERE和HAVING的区别：

  • WHERE在数据过滤前分组，排除的行不在分组统计中
  • HAVING在数据分组后进行过滤
SELECT
 vend_id
 ,COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
WHERE prod_price >= 4   -- 分组前先执行，找出符合条件的数据
GROUP BY vend_id
HAVING COUNT(*) >= 2;  -- 分组后再执行，找出数目大于2的数据

分组和排序

ORDER BY 和GROUP BY的差异：

ORDER BYGROUP BY
对产生的输出排序对行分组，但输出可能不是分组的顺序
任意列都可以使用（非选择的列也可以使用）只可能使用选择列或者表达式列，而且必须使用每个选择列表达式
不一定需要如果和聚集函数一起使用列，则必须使用
SELECT
 order_num
 ,COUNT(*) AS items
FROM OrderItems
GROUP BY order_num
HAVING COUNT(*) >= 3
ORDER BY items, order_num;   -- 先分组再过滤，最后排序输出

SELECT子句顺序

在这里总结一下SELECT子句的相关顺序：

子句说明是否必须使用
SELECT要返回的列或者表达式是
FROM从中检索数据的表仅在从表选择数据时使用
WHERE行级过滤否
GROUP BY分组说明仅在按照组计算聚集时使用
HAVING组级过滤否
ORDER BY输出排序顺序否

十一、使用子查询

任何SELECT语句都是查询，SQL还允许在查询中嵌套查询。

SELECT cust_id   -- 再根据子查询中的order_num找出符合要求的cust_id
FROM Orders
WHERE order_num IN (SELECT order_num   -- 先根据WHERE条件找出满足符合要求的order_num
                    FROM OrderItems
                    WHERE prod_id = 'RGAN01');

笔记：子查询总是从内向外处理

SELECT Customers    -- 最后根据找出的cust_id查询Customers
FROM cust_id IN(SELECT cust_id   -- 再根据子查询中的order_num找出符合要求的cust_id
                FROM Orders
                WHERE order_num IN (SELECT order_num   -- 先根据WHERE条件找出满足符合要求的order_num
                                    FROM OrderItems
                                    WHERE prod_id = 'RGAN01'));

作为计算字段使用子查询

使用子查询的另一个方法是创建计算字段

SELECT 
 cust_name
 ,cust_state
 ,(SELECT COUNT(*)   -- 将子查询作为一个计算字段输出：统计每个cust_id的数量
    FROM Orders
    WHERE Orders.cust_id = Customers.cust_id) AS orders   -- Orders.cust_id = Customers.cust_id 使用完全限定列名来避免歧义
FROM Customers
ORDER BY cust_name;

十二、 联结表

SQL最强大的功能就是数据查询的过程中使用联结表（join）。

创建联结

通过指定要联结的表和它们的联结方式即可创建联结。

SELECT
 vend_name,
 prod_name,
 prod_price
FROM Vendors, Products
WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;    -- 指定联结条件

如果上面的代码中没有WHERE子句来指定联结条件，则返回的是笛卡尔积，返回出来数的行就是第一个表中的行乘以第二个表中的行。

笔记：返回笛卡尔积的联结，也称做叉联结cross join

内联结inner join

使用最广泛的联结是等值联结，也称之为内联结inner join。实现上面语句的内联结代码：

SELECT
 vend_name,
 prod_name,
 prod_price
FROM Vendors
INNER JOIN Products   -- 内联结
ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;    -- 指定联结条件

联结多个表

SELECT
 vend_name,
 prod_name,
 prod_price
FROM OrderItems, Products, Vendors
WHERE Products.vend_id = Vendors.vend_id   -- 多个表的联结
AND OrderItems.prod_id = Products.prod_id
AND order_num = 20007;

我们通过联结方式来实现子查询的结果：

-- 子查询
SELECT Customers    -- 最后根据找出的cust_id查询Customers
FROM cust_id IN(SELECT cust_id   -- 再根据子查询中的order_num找出符合要求的cust_id
                FROM Orders
                WHERE order_num IN (SELECT order_num   -- 先根据WHERE条件找出满足符合要求的order_num
                                    FROM OrderItems
                                    WHERE prod_id = 'RGAN01'));
                                    
-- 内联结
SELECT 
 cust_name,
 cust_contact
FROM Customers, Orders, OrderItems
WHERE Customers.cust_id = Orders.cust_id   -- 多个表联结查询
AND OrderItems.order_num = Orders.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'

十三、创建高级联结

使用表别名

在SQL语句中可以给表取别名：

SELECT 
 cust_name,
 cust_contact
FROM Customers AS C, Orders AS O, OrderItems AS OI   -- 取别名，看上去更简洁
WHERE C.cust_id = O.cust_id   -- 多个表联结查询
AND OI.order_num = O.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'

使用不同类型的联结

介绍3种不同的联结：

  • 自联结self join
  • 自然联结natural join
  • 外联结outer join

1、自联结self join

-- 子查询
SELECT cust_id,cust_name,cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_name = (SELECT cust_name
                   FROM Customers
                   WHERE cust_contact = 'Jim Jones');
                   
-- 内联结
SELECT c1.cust_id, c2.cust_name, c1.cust_contact
FROM Customers AS c1,  Customers AS c2   -- 相同的表使用两次
WHERE c1.cust_name = c2.cust_name
AND c2.cust_contact = 'Jim Jones';

上面使用了Customers表两次，为了避免歧义，必须使用不同的别名加以区分。

2、自然联结

无论何时对表进行联结，应该至少有一列不止出现在一个表中（被联结的列）。自然联结排除多次出现，是每一列只返回一次。

SELECT 
 C.*
 ,O.order_num
 ,O.order_date
 ,OI.prod_id
 ,OI.quantity
 ,OI.item_price
FROM Customers AS C, Orders AS O, OrderItems AS OI 
WHERE C.cust_id = O.cust_id   -- 多个表联结查询
AND OI.order_num = O.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'

3、外联结

有时候我们需要将一个表中的行和另一个表中行相关联，但是有时候也需要包含那些没有关联行的行记录，比如下面的场景中：

  • 对每个顾客下的订单数进行统计，包含那些至今尚未下单的顾客
  • 列出所有产品以及订购数量，包含没有人订购的产品
  • 计算平均销售规模，包含那些至今尚未下订单的顾客

当联结中包含了那些在相关表中没有关联行的行，这种联结称之为外联结。比如：检索出包括没有订单顾客在内的所有顾客。

SELECT 
 C.cust_id
 ,O.order_num
FROM Customers AS C
LEFT OUTER JOIN Orders AS O   -- 外连接
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id

上面的代码中表示包含左边所有行的记录；如果是右边，使用RIGHT OUTER。因此外联结实际上有两种形式，它们之间可以互换

  • 左外联结
  • 右外联结

还有一种比较特殊的外联结，叫做全外联结full outer join，它检索的是两个表中的所有行并关联那些可以关联的行。全外联结包含两个表的不关联的行

SELECT 
 C.cust_id
 ,O.order_num
FROM Customers AS C
FULL OUTER JOIN Orders AS O   -- 外连接
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id

带有聚集函数的联结

检索所有顾客及每个顾客所有的订单数：

SELECT
 C.cust_id
 ,COUNT(O.order_num) AS num_ord   -- 使用聚集函数统计订单数
FROM Customers AS C
INNER JOIN Orders   
ON C.cust_id = O.cust_id   -- 关联两个表
GROUP BY Customers.cust_id   -- 分组

使用联结和联结条件

总结一下联结和使用要点：

  1. 注意使用联结的类型：一般是使用内联结，有时候外联结有有效
  2. 要保证使用正确的联结条件，否则会返回不正确的数据
  3. 记得提供联结条件，否则返回的是笛卡尔积
  4. 一个联结中可以包含多个表，甚至可以对不同的表使用不同的联结类型。要注意测试每个联结

十四、组合查询UNION

什么是组合查询

SQL允许执行多个查询（多条SELECT语句），并将结果作为一个查询结果集返回，这些组合通常称为并union或者复合查询；通常两种情况下需要使用组合查询：

  • 在一个查询中从不同的表返回结构数据
  • 对一个表执行多个不同的查询，按照一个查询返回数据

创建组合查询

可以用UNION操作符来组合数条SQL查询。

-- 语句1
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI');
-- 语句2
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_name = 'Fun4ALL';

通过组合查询将上面两个查询组合在一起：

-- 组合查询
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI')
UNION    -- 关键字
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_name = 'Fun4ALL';

我们也可以使用多个WHERE条件来实现：

-- 语句1
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI')
AND cust_name = 'Fun4ALL';

UNION使用规则

总结UNION使用规则：

  1. UNION必须由两条或者两条以上的SELECT语句组成；语句之间通过UNION关键字隔开
  2. UNION中的每个查询必须包含相同的列、表达式或者聚集函数
  3. 列数据类型必须兼容：类型不必完全相同
  4. UNION从查询结果集中会自动消除重复的行；但是如果想保留所有的行，使用UNION ALL 实现

对组合结果进行排序

SELECT语句的输出用ORDER BY子句排序。

-- 组合查询
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI')
UNION    -- 关键字
SELECT cust_name, cust_contact,cust_email
FROM Customers
WHERE cust_name = 'Fun4ALL'
ORDER BY cust_name, cust_contact;   -- 组合之后再进行排序

十五、插入数据

插入数据

INSERT用来将行插入（或者添加）到数据库表中，3种插入方式：

  • 插入完整的行
  • 插入行的一部分
  • 插入某些查询的结果

下面通过实际的例子来说明：

1、插入完整的行

INSERT INTO Customers
VALUES('1000000006',
       'Tony',
       '123 Any Street',
       'New York',
       'NY',
       '1111',
       'USA',
       NULL,
       NULL   
)

将上面的数据插入到Customers表中，每列对应一个值。如果值不存在，则用NULL代替。同时插入数据的顺序必须和表中定义的相同。

安全写法：列出每个字段名称

INSERT INTO Customers(cust_id,   -- 明确列出列名
                      cust_name,
                      cust_address,
                      cust_city,
                      cust_state,
                      cust_zip,
                      cust_country,
                      cust_contact,
                      cust_email               
)
VALUES('1000000006',   -- 和上面的列名一一对应
       'Tony',
       '123 Any Street',
       'New York',
       'NY',
       '1111',
       'USA',
       NULL,
       NULL   
)

上面列名和下面插入的数据必须一一对应，我们改变插入顺序：

INSERT INTO Customers(cust_id,   -- 明确列出列名
                      cust_zip,
                      cust_country,
                      cust_contact,
                      cust_email,
                      cust_name,
                      cust_address,
                      cust_city,
                      cust_state                                   
)
VALUES('1000000006',   -- 和上面的列名一一对应
       '1111',
       'USA',
        NULL,
        NULL,   
       'Tony',
       '123 Any Street',
       'New York',
       'NY'
)

2、插入部分数据

上面的例子中我们插入的是全部列名的数据，现在指定部分列名进行插入：

INSERT INTO Customers(cust_id,   -- 明确列出列名
                      cust_zip,
                      cust_country,
                      cust_name,
                      cust_address,
                      cust_city,
                      cust_state                                   
)
VALUES('1000000006',   -- 和上面的列名一一对应
       '1111',
       'USA',
       'Tony',
       '123 Any Street',
       'New York',
       'NY'
)

3、插入检索出来的数据

INSERT的另一种使用是将SELECT检索出来的结果插入到表中，使用INSERT SELECT语句

INSERT INTO Customers(cust_id,   -- 2、将SELECT检索的结果插进来
                      cust_zip,
                      cust_country,
                      cust_contact,
                      cust_email,
                      cust_name,
                      cust_address,
                      cust_city,
                      cust_state                                   
)
SELECT cust_id,   -- 1、SELECT先检索结果
      cust_zip,
      cust_country,
     cust_contact,
       cust_email,
       cust_name,
       cust_address,
       cust_city,
       cust_state   
FROM CustNew;

INSERT SELECT中SELECT语句也是可以包含WHERE子句，以便过滤插入的数据。

从一个表复制到另一个表

还有一种数据插入不需要使用INSERT语句，要将一个表的内容复制到另一个表，可以使用SELECT INSERT语句

SELECT * 
INTO CustCopy
FROM Customers;

需要注意4点：

  1. 在复制的过程中，任何SELECT选项和子句都可以使用，包含WHERE 和GROUP BY子句
  2. 可以利用联结从多个表插入数据
  3. 不管从多少个表中检索数据，数据最终只能插入到一个表中
  4. INSERT INTO是插入数据；SELECT INSERT是导出数据

十六、更新和删除数据

更新数据

更新（修改）表中的数据，可以使update语句。常见的有两种update方式：

  • 更新表中特定的行
  • 更新表中所有的行

update语句的3个组成部分：

  1. 要更新的表
  2. 列名和它们的新值
  3. 确定要更新哪些行的过滤条件
UPDATE Customers  -- 1、待更新的表
SET cust_email = '28173497@gmail.com'  -- 2、需要更细的列名和它的新值
WHERE cust_id = '10000000005';  -- 3、过滤条件

同时更新多个值：

UPDATE Customers  -- 1、待更新的表
SET   -- 2、同时更新多个值
 cust_email = '28173497@gmail.com',
 cust_contact = 'Sam Roberts'
WHERE cust_id = '10000000005';  -- 3、过滤条件

在更新多个列的值时，只需要使用提交SET命令，每个列=值对之间通过逗号隔开，最后一个列不同。

如果想删除某个列的值，可以将其设置成NULL（假如表定义允许NULL值）。

  • 空字符串用''表示，是一个值
  • NULL是没有值的
UPDATE Customers
SET cust_email = NULL
WHERE cust_id = '100000000005';

删除数据

从表中删除数据使用DELETE语句。有两种删除方式：

  • 从表中删除特定的行
  • 从表中删除所有的行
DELETE FROM Customers
WHERE cust_id = '011111111116';

DELETE是删除整行而不是删除列。要删除列请使用UPDATE语句

更新和删除的指导原则

  • 请一定要带上WHERE子句，否则会修改全部的数据；除非我们的确是需要更新全部记录（少见）
  • 要保证每个表都有主键，可以指定各个主键、多个值或者值的范围
  • 在UPDATE或者DELETE语句使用WHERE语句之前，先用SELECT进行测试，保证它过滤掉的是正确的记录

十七、创建和操作表

创建表

SQL中一般有两种创建表的方法：

  • 多数DBMS都具有交互式创建和管理数据库表的工具
  • 表也可以直接使用SQL语句来操控；通过create table来实现
CREATE TABLE Products   -- 创建表
(
  prod_id     CHAR(10)      NOT NULL,
  vend_id     CHAR(10)      NOT NULL,
  prod_name   CHAR(254)     NOT NULL,
  prod_price  DECIMAL(8,2)  NOT NULL,
  prod_desc   VARCHAR(1000) NULL                  
);

上面代码的解释：

  1. 表名紧跟CREATE TABLE 关键字
  2. 列名在圆括号中，各个列之间通过逗号隔开
  3. 每列的定义以列名开始，后紧跟数据类型 ，是否允许控制等
  4. 整条语句是以分号结束

使用NULL值

NULL值就是没有值或者缺失值。每个表中的列要么是NULL列，要么是NOT NULL列。

主键是其值唯一标识表中每一行的列。只有不允许NULL值的列可作为主键，允许NULL值的列不能作为唯一标识。

笔记：NULL是默认设置。如果不指定NOT NULL，则认为指定的就是NULL。

注意NULL和空字符串的区别：

  1. NULL值没有值，不是空字符串
  2. 空字符串值一个有效的值，它不是无值
  3. NULL值使用关键字NULL而不是空字符串指定

指定默认值

SQL中创建表的时候可以指定通过关键字DEFAULT来指定：

CREATE TABLE OrderItems
(
  order_num           INTEGER         NOT NULL,
  order_item          INTEGER         NOT NULL,
  prod_id             CHAR(10)        NOT NULL,
  quantity            INTEGER         NOT NULL   DEFAULT 1,    -- 指定默认值
  item_price          DECIMAL(8,2)    NOT NULL
);

默认值一般是用于日期或者时间戳列。

更新表

更新表中的数据使用关键词ALTER TABLE。

ALTER TABLE Vendors
ADD vend_phone CHAR(20);

删除表

删除整个表而不是其内容，使用DROP TABLE。

DROP TABLE CustCopy;   -- 执行这条语句将会永久删除该表

重命名表

通过关键字RENAME来实现

RENAME TABLE old_name TO new_name;

旧表(old_name)必须存在，新表(new_name)必须不存在。如果新表new_name存在，则该语句将失败。

十八、视图VIEW

什么是视图

视图是虚拟的表，与包含数据的表不一样，视图只包含使用时动态检索数据的查询。之前的例子：检索订购了某种产品的顾客

SELECT 
 cust_name,
 cust_contact
FROM Customers AS C, Orders AS O, OrderItems AS OI   
WHERE C.cust_id = O.cust_id   -- 多个表联结查询
AND OI.order_num = O.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'

现在我们将上面的结果包装成一个名ProductsCustomers的虚拟表，可以得到相同的数据：

SELECT cust_name, cust_contact
FROM ProductsCustomers
WHRE prod_id = 'RGAN01'

ProductsCustomers并不是一个表，只是一个视图，它不包含任何列或者数据，包含的是一个查询。

为什么使用视图

总结以下几点使用视图的原因：

  1. 重用SQL语句
  2. 简化复杂的SQL操作
  3. 使用表的一部分而不是整个表
  4. 保护数据。可以授予用户访问表的特定部分数据，而不是整个表的数据
  5. 更改数据格式和表示、视图可以返回和底层表的表示和格式不同的数据

笔记：视图本身不包含数据，使用的是从别处检索出来的数据。

视图规则和限制

关于视图创建和使用的一些常见规则和限制：

  1. 与表一样，视图命名必须唯一
  2. 创建视图的数目没有限制
  3. 创建视图必须具有足够的访问权限
  4. 视图是可以嵌套的
  5. 视图不能索引，也不能有关联的触发器或者默认值

创建视图

1、利用视图简化复杂的联结

CREATE VIEW ProductsCustomers AS  -- 创建视图
SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers AS C, Orders AS O, OrderItems AS OI   
WHERE C.cust_id = O.cust_id   
AND OI.order_num = O.order_num

上面 代码创建了一个名为ProductsCustomers的视图，我们查询一条信息：

SELECT cust_name, cust_contact
FROM ProductsCustomers
WHRE prod_id = 'RGAN01'

2、利用视图重新格式化检索出的数据

CREATE VIEW VendorLocations AS  -- 创建视图
SELECT RTRIM(vend_name) + ' (' + RTRIM(vend_country) + ')'  AS vend_title
FROM Vendors;  

-- 从视图中检索数据
SELECT *
FROM VendorLocations;

3、使用视图过滤数据

CREATE VIEW CustomerEmailList AS
SELECT cust_id, cust_name, cust_email
FROM Customers
WHERE cust_email IS NOT NULL;

-- 检索数据
SELECT *
FROM CustomerEmailList;

4、使用视图和计算字段

CREATE VIEW OrderItemExpanded AS   -- 创建视图
SELECT 
 order_num,
 prod_id,
 quantity,
 item_price,
 quantity * item_price AS expanded_price
FROM OrderItems;

-- 使用视图查询数据
SELECT *
FROM OrderItemExpanded
WHERE order_num = 2008;

十九、使用存储过程

什么是存储过程

存储过程（Stored Procedure）是一种在数据库中存储复杂程序，以便外部程序调用的一种数据库对象。

存储过程是为了完成特定功能的SQL语句集，经编译创建并保存在数据库中，用户可通过指定存储过程的名字并给定参数(需要时)来调用执行。

笔记：简答来说，存储过程就是为以后使用而保存的一条或者多条SQL语句。

为什么要使用存储过程

  1. 通过把处理封装在一个易用的单元中，可以简化复杂的操作
  2. 存储过程保证里数据的一致性，降低出错可能性
  3. 简化对变动的关管理。如果表名、列名或者业务逻辑有变化，那么只需要更改存储过程中的代码，使用它的人员无需知道变化
  4. 存储过程通常是以编译过的形式进行存储，所以DBMS处理命令所需的工作量少，提高了性能

笔记：总结存储过程的3个优点：简单、安全、高性能

创建存储过程

MySQL中创建存储过程：

CREATE
    [DEFINER = { user | CURRENT_USER }]
 PROCEDURE sp_name ([proc_parameter[,...]])
    [characteristic ...] routine_body
 
proc_parameter:
    [ IN | OUT | INOUT ] param_name type
 
characteristic:
    COMMENT 'string'
  | LANGUAGE SQL
  | [NOT] DETERMINISTIC
  | { CONTAINS SQL | NO SQL | READS SQL DATA | MODIFIES SQL DATA }
  | SQL SECURITY { DEFINER | INVOKER }
 
routine_body:
  Valid SQL routine statement
 
[begin_label:] BEGIN
  [statement_list]
    ……
END [end_label]

MYSQL 存储过程中的关键语法

声明语句结束符，可以自定义:

DELIMITER $$
或
DELIMITER //

声明存储过程:

CREATE PROCEDURE demo_in_parameter(IN p_in int)       

存储过程开始和结束符号:

BEGIN .... END    

变量赋值:

SET @p_in=1  

变量定义:

DECLARE l_int int unsigned default 40000; 

创建MySQL存储过程、存储函数:

CREATE procedure 存储过程名(参数)

存储过程体:

CREATE function 存储函数名(参数)

创建一个实际的存储过程：

mysql> delimiter $$  -- 将语句的结束符号从分号;临时改为两个$$(可以是自定义)
mysql> CREATE PROCEDURE delete_matches(IN p_playerno INTEGER)
    -> BEGIN
    ->   DELETE FROM MATCHES
    ->    WHERE playerno = p_playerno;
    -> END$$
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
 
mysql> delimiter;  -- 将语句的结束符号恢复为分号

执行存储过程

EXECUTE AddNewProduct('JS01',
                      'Stuffed Eiffel Tower',
                      9.83,
                      'Plush stuffed toy with the text La Tour Tower'
                     )
  • 关键词是EXECUTE，后面紧跟的是存储过程的名字
  • 名字后面有4个参数
  • 作用：这个存储过程将行添加到Products表中，并将传入的属性赋给相应的列

二十、管理事务处理

这一章介绍的是MySQL中事务的相关知识点，包含什么是事务处理，怎样利用COMMIT 和 ROLLBACK语句管理事务处理

事务处理

事务Transaction，一个最小的、不可再分的工作单元，通常一个事务对应一个完整的业务。InnoDB引擎是支持事务的，MyISAM不支持事务。事务是针对数据库中DML数据操作语言的。

事务处理（transaction processing）是一种机制，用来管理必须成批执行的SQL操作。利用事务处理，可以保证一组操作不会中途停止，要么完全执行，要么完全不执行，来维护数据库的完整性。

  • 在MySQL中，一条SQL语句就是一个事务。
  • 一个完整的业务需要大量的DML（insert、update、delete）语句来共同完成。只有DML数据操作语句才有事务。
  • 事务保证一组SQL语句要么全部执行成功，要么全部失败，以此来维护数据库的完整性。
  • 如果没有发生错误，整个语句提交到数据库表中；如果发生错误，则进行回退（撤销），将数据库恢复到某个已知且安全的状态

栗子：银行转账业务

比如在两个表中，A（原有400）给B（原有200）转200块钱，包含两个过程：

  • A转出200，B转进200
  • 只有当两个过程全部完成才算真正的执行了一个完整的事务过程。
update user set fee=200 where id=1;     # 语句1
-- 由于断网、安全限制、超出磁盘空间等不可控制原因，下面的语句可能无法成功执行
update user set fee=400 where id=2;     # 语句2
  • 语句1的成功执行，并不能将底层数据库中的第一个账户的数据进行修改，只是单纯地记录操作，记录在内存中完成
  • 第二条语句成功执行之后，和底层数据库文件中的数据完成同步
  • 若第二条数据执行失败，清空所有的历史记录

事务相关术语

事务处理相关的术语：

  1. 事务transaction：一组SQL语句。只能处理DML语句：insert、update、delete语句
  2. 回退rollback：指撤销指定SQL的语句
  3. 提交commit：指将未存储的SQL语句结果写入到数据库表；只有进行了commit操作，数据才会从内存中写入磁盘中
  4. 保留点savepoint：指事务处理过程中设置的临时占位符plaveholder，可以对它发布回退（与整个事务回退处理不同）；保留点越多越好：越多的话，能够更加灵活地处理回退问题
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS employees;    -- 创建数据库
USE employees;

CREATE TABLE `employees`.`account` (   -- 数据库中创建表account
  `id` BIGINT (11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `p_name` VARCHAR (4),
  `p_money` DECIMAL (10, 2) NOT NULL DEFAULT 0,
  PRIMARY KEY (`id`)  -- 设置主键
) ;
INSERT INTO `employees`.`account` (`id`, `p_name`, `p_money`) VALUES ('1', 'tim', '200');    -- 插入两条记录
INSERT INTO `employees`.`account` (`id`, `p_name`, `p_money`) VALUES ('2', 'bill', '200'); 

START TRANSACTION;   -- 开启事务
SELECT p_money FROM account WHERE p_name="tim";    -- 三条语句必须完整执行 
UPDATE account SET p_money=p_money-100 WHERE p_name="tim";
UPDATE account SET p_money=p_money+100 WHERE p_name="bill";
COMMIT TRANSACTION;   -- 显式提交

事务四大特性

事务具有四大特点，简称为ACID：

  • 原子性Atomicity：一个事务中的语句，要么全部成功，要么全部失败。不存在只执行了部分的情况。
  • 一致性Consistency：在事务开始之前或者结束之后，必须保持数据库的一致性。比如上面的栗子中，A减掉200，那么相应的，B一定要加上200。否则数据库中的数据不一致。
  • 隔离性Isolation：当多个用户并发访问数据库，操作同一张表时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。用户的操作之间存在独立性。事务A和B之间具有隔离性。
  • 持久性Durability：事务一旦被提交，对数据库中的数据的改变就是永久性的，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。事务的成功，是硬盘数据上的更改，不仅是内存上的变化。持久性是事务的保证，是事务结束的标志。

隔离级别

隔离级别脏读(Dirty Read)不可重复读（NonRepeatable Read）幻读（Phantom Read）加锁读Locked Read
未提交读（Read uncommitted）YYYN
已提交读（Read committed）NYYN
可重复读（Repeatable read）NNYN
可串行化（Serializable ）NNNY
  • 脏读：未提交读，事务中修改即使没有提交，对其他会话也是可见的，可以读取到未被提交的数据。脏读会导致很多的问题，较少使用
  • 提交读：不可重复读，该级别保证事务如果没有成功执行（commit），事务中的操作不会被其他会话可见。解决了脏读问题，但是会对其他session产生两次不一样的读取结果
  • 幻读：会话T1事务中执行一次查询，然后会话T2新插入一行记录，这行记录恰好可以满足T1所使用的查询的条件。然后T1又使用相同 的查询再次对表进行检索，但却看到了事务T2刚才插入的新行。这个新行就称为“幻像”。

查看隔离级别

-- 查看系统隔离级别：
select @@global.tx_isolation;

-- 查看当前会话隔离级别
select @@tx_isolation;

-- 设置当前会话隔离级别
SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL serializable;   -- serializable 级别

-- 设置全局系统隔离级别
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;  -- READ UNCOMMITTED 可读未提交级别

事务开始和结束标志

开始标志：任何一条DML语句的执行，标志事务开始

结束的标志分为两种：成功结束的标识和失败结束的标识

1、成功结束的标志

  • commit：提交
  • 将所有的DML语句的操作历史记录和底层硬盘中的数据进行了同步。
  • 只有事务成功执行，硬盘中的数据才会进行修改更新。

2、 失败结束的标识

  • rollback：回滚
  • 将所有的DML语句的操作记录进行全部清空。

二十一、使用游标

本章节中讲解的是什么是游标，以及如何使用游标。

什么是游标

SQL检索操作返回一组称为结果集的行，这组返回的行都是与SQL语句相匹配的行（零行或者多行）。

简单地使用SELECT语句，没有办法得到第一行、下一行或者前10行的数据。但是实际中，我们需要在检索出来的行中前进或者后退一行甚至多行，这时候便可以使用游标。

游标是一个存储在DBMS服务器上的数据库存查询，它不是一条SELECT语句，而是被该语句检索出来的结果集。

使用游标

使用游标的几个步骤：

  • declare：在使用游标之前，必须先进行声明
  • open：一旦声明了游标，就必须打开游标
  • 对于填有数据的游标，根据需要取出检索的各行
  • close：在结束的时候，必须关闭游标；有的DBMS还需要释放游标

创建游标

DECLARE关键词来定义和命名游标

DECLARE CustCursor CURSORVB   -- 声明游标
FOR 
SELECT * FROM Customers
WHERE cust_email IS NULL;

使用游标

1、OPEN CURSOR语句来打开游标

OPEN CURSOR CustCursor   -- 打开游标

2、打开游标之后我们可以使用FETCH语句来访问游标数据了。FETCH指出要检索哪些行？从什么地方开始检索？将它们放于何处？

关闭游标

关闭游标的关键词是close。

游标一旦关闭，如果不再次打开，将无法使用；第二次使用的时候，不需要声明，直接open即可

CLOSE Custcursor

二十二、Python操作游标

下面的内容是个人增加部分，讲解的是如何通过Python的第三方库pymysql操作游标。

连接数据库

使用的是pymysql模块，需要先进行导入

import pymysql
  • host：主机名或者IP地址
  • port：默认是3306
  • user：用户名
  • passwd：user账户登录mysql的密码
  • db：创建的数据库
  • charset：防止中文出错，编码格式设置为charset="utf8"

使用模块的connect()方法进行连接

import pymysql
conn = pymysql.connect(
  host=“localhost”,  # 主机名
  port=3306,  # 端口
  user="root",  # 用户名
  passwd="123456",   # 密码
  db="bookdb",   # 数据库名字
  charset="utf8")  # 指定字符集

操作数据库

Python建立了和数据库的连接，实际上就是建立了一个pymysql.connect()的实例对象，或者称之为连接对象。

Python就是通过连接对象和数据库进行对话。pymysql.connect()实例对象的方法有：

  • commit：提交数据
  • rollback：如果有权限，取消当前的操作，否则会报错
  • cursor([cursorclass])：返回连接的游标对象，执行SQL语句
  • close()：关闭连接

游标对象cur操作方法

名称描述
close关闭游标
execute执行一条SQL语句，可以带上参数；执行之后需要conn.commit()，数据库中才会真正建立
fetchone返回一条语句
fetchall返回所有的语句
fetchmany返回many条语句
nextset()移动到下一个结果
  • 插入
import pymysql    # 导入模块
conn = pymysql.connect(host=“localhost”,  # 建立python和数据库的连接
                       port=3306, 
                       user="root", 
                       passwd="123456", 
                       db="bookdb", 
                       charset="utf8")      
cur = conn.cursor()  # 建立游标对象cur
cur.execute("insert into users (username, passwd, email) values (%s,  %s, %s)", ("python", "123456", "python@gmail.com"))   
conn.commit()  # 需要再执行conn.commit()

# 同时执行插入多条信息：多条信息用元组的形式表示
cur.executemany("insert into users (username, passwd, email) values (%s,  %s, %s)", (("python", "123456", "python@gmail.com"), ("java", "456789", "java@gmail.com"), ("php", "123789", "php@gmail.com")))
conn.commit()  # 需要再执行conn.commit()
  • 查询
>>cur.execute("select * from users")
>>lines = cur.fetchall()   # 返回所有的查询结果
>>for line in lines:   # 遍历返回所有的结果
    print(line)
    
# 只想返回一条结果
>>cur.execute("select * from users where id=1")  # 查询id=1

>>cur.execute("select * from users")
>>cur.fetchone()   # 返回一条结果；游标会跟着移动，直到将所有的数据取完
>>cur.fetchone() 
>>cur.fetchone()
  • 游标移动scroll到指定位置
  • 操作存储在内存中的对象时候游标会移动，可以指定游标到某个位置：
>>cur.scroll(2)  # 相对于当前位置移动2个单位
>>cur.fetchone()  # 显示数据
>>cur.scroll(2, "absolute")   # 加上参数，实现“绝对移动”，到第三条

绝对移动的数字不能是负数，相对移动可以是负数

Python的连接对象的游标方法中提供一个参数，将读取到的数据保存成字典形式：

>>cur = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
>>cur.execute("select * from users")
>>conn.commit()  # 需要再执行conn.commit()
>>cur.fetchall()

更新

>>cur.execute("update users set username=s% where id=2", ("mypython"))   # 更新第二条语句
>>cur.execute("select * from users where id=2")
>>conn.commit()  # 需要再执行conn.commit()
>>cur.fetchone()

二十三、SQL高级特性

在最后的一章中简单的介绍了SQL的3个高级特性：

  • 约束constraint
  • 索引index
  • 触发器trigger

约束

约束是管理如何插入或者处理数据库数据的规则。DBMS通过在数据库表上施加约束来实施引用完整性。

1、主键

主键是一种特殊的约束，用来保证一列（或者一组列）中的值是唯一的。主键必须满足的4个条件：

  • 任意两行的主键值不相同
  • 每行都具有一个主键值，即列中不允许NULL值
  • 包含主键的列从不修改或者更新
  • 主键值不能重复用
-- 方式1
CREATE TABLE Vendors(
  vend_id       char(10)   NOT NULL  primary key,   -- 添加主键
  vend_name     char(50)   NOT NULL,
  vend_address  char(50)   NULL,
  vend_city     char(50)   NULL,
  vend_state    char(5)    NULL,
  vend_zip      char(10)   NULL,
  vend_country  char(50)   NULL
);

-- 方式2
ALTER TABLE Vendors
ADD CONSTRAINT PRIMARY KEY (vend_id);

2、外键

外键值表中的一列，其值必须列在另一表的主键中。外键是保证引用完整性的重要部分。

通过订单信息表Orders表中的顾客ID和顾客信息表Customers的顾客ID进行关联。

CREATE TABLE Orders
(
  order_num       INTEGER   NOT NULL PRIMARY KEY,   -- 主键：订单号唯一
  order_date      DATETIME  NOT NULL,
  cust_id         CHAR(10)  NOT REFERENCES    -- 外键：顾客id不唯一，一个顾客可能有多个订单
)

3、唯一约束

唯一约束用来保证一列中的数据是唯一的，可以通过关键词UNIQUE来定义。它和主键的区别在于：

  • 表中可以包含多个唯一约束，但是只能有一个主键
  • 唯一约束列可以包含NULL值
  • 唯一约束列可以修改或者更新
  • 唯一约束列的值可以重复使用
  • 与主键不同，唯一约束不能用来定义外键

4、检查约束

检查约束用来保证一列（或者一组列）中的数据满足一组指定的条件，常见的用途有：

  • 检查最大值或者最小值
  • 指定数据的范围
  • 只允许特定的值，例如性别字段中只允许M或者F
CREATE TABLE OrderItems
(
  order_num      INTEGER    NOT  NULL,
  order_item     INTEGER    NOT  NULL,
  prod_id        CHAR(10)   NOT  NULL,
  quantity       INTEGER    NOT  NULL CHECK (quantity>0),   -- 设置检查约束，保证大于0
  item_price     MONEY      NOT NULL
)

索引index

索引用来排序数据以加快搜索和排序操作的速度。创建索引前记住几点：

  1. 索引改善检索操作的性能，但是降低了数据插入、修改和删除的性能
  2. 索引数据可能要占用大量的存储空间
  3. 索引用于数据过滤和数据排序
  4. 可以在索引中定义多个列
  5. 索引必须唯一命名
CREATE INDEX prod_name_ind
ON Products (prod_name);

触发器trigger

触发器(trigger)：监视某种情况，并触发某种操作，它是提供给程序员和数据分析员来保证数据完整性的一种方法，它是与表事件相关的特殊的存储过程，它的执行不是由程序调用，也不是手工启动，而是由事件来触发。

触发器可以与特定表上INSERT、UPDATE、DELETE操作相关联。触发器的常见用途：

  • 保证数据一致
  • 基于某个表的变动在其他表上执行活动
  • 进行额外的验证并根据需要回退数据
  • 计算计算列的值或者更新时间戳

触发器创建语法四要素：

  1. 监视地点(table)
  2. 监视事件(insert/update/delete)
  3. 触发时间(after/before)
  4. 触发事件(insert/update/delete)

笔记：触发器只能创建在永久表上，而不能对临时表创建触发器

触发器创建的基本语法如下

CREATE TRIGGER trigger_name
AFTER/BEFORE INSERT/UPDATE/DELETER ON table_name
FOR each row   -- 固定语句
begin
 sql语句;
end;

二十四、总结

《SQL必知必会》一本非常经典的数据库书籍，也可以说是自己入门数据库的书。算上本次万字精华整理，应该是第三次系统的阅读本书，本书主要有几个特点：

  • 知识全面：书中囊括了很多的数据库知识，从最基础的创建库表到联结查询，再到数据库的视图、触发器等，有基础也有提升
  • 案例丰富：本书的讲解主要是通过5个不同表来完成，结合各种案例来说明SQL的使用细节
  • 对比性强：不同的DBMS系统的语法是有一定出入的，本书在讲解的过程中针对不同DBMS，给出不同的写法，主要还是MySQL

附录

本书中涉及到的5张表及其字段含义：



·················END·················

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