圖解 SQL 基礎(chǔ)知識

圖解SQL基礎(chǔ)知識

在計算機領(lǐng)域有許多偉大的設(shè)計理念和思想，例如

在Unix中，一切皆文件。

在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，一切皆對象。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫同樣也有自己的設(shè)計思想：在SQL中，一切皆關(guān)系。

關(guān)系模型

關(guān)系模型(Relationalirodel)由E.F.Codd博士于1970年提出，以集合

論中的關(guān)系概念為基礎(chǔ)；無論是現(xiàn)實世界中的實體對象還是它們之間的聯(lián)系

都使用關(guān)系表示。我們在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中看到的關(guān)系就是二維表(Tabic),由

行(Row)和列(Column)組成。因此，也可以說關(guān)系表是由數(shù)據(jù)行構(gòu)成的集

合。

employeeJdV：*fir$t_nameY：,la$t_nam?盯Qhire_date￥：a*job.kiTI依MhryT：

100StevenKing2003-06-17GAD.PRES24.000

101NeeoaKochhar2005-09-21AAO■VP17,000

102LexDeHaan2001-01-13EfAD_VP17,000

103AlexanderHunold2006-01-03arr.pROG9.000

104BruceErnst2007-05-21a工PROG6.000

105DavidAustin2005*0625aIT■PROG4,800

106ValliP?ub?lla20060205IT.PROG4.800

107Lorentz2007-02-07aIT■PROG4.200

108NancyGreenberg2002-06-17E?R_MGR12.008

109DxwlFavict2002-<?-16"Fl.ACCOUNT9.000

110JohnChen2005-09-28E；Fl.ACCOUNT8.200

111lsm?dSci?rr?200509-30EfR.ACCOUNT7.700

112JoseManuelUrman2006-03-07“A.ACCOUNT7.800

113Lu注Popp2007-12-070R.ACCOUNT6.900

114DwRaphaely2002-12-07e?PU_MAN11.000

115AJcx^nderKhoo2003-05-18aPU.CIERK3,100

116SheiKBaida2005-12-24E；PU.CURK2.900

117知ITobias200507-24PU.CLERK2.800

118GuyHimuro2006-11-15占PU.CIERK2.600

119KarenColmenares2007-08-10日叫CLERK2,500

關(guān)系模型由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作、完整性約束三部分組成。

關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是關(guān)系表，包括基礎(chǔ)表、派生表（查詢結(jié)果）

和虛擬表（視圖）。

常用的關(guān)系操作包括增加、刪除、修改和直詢（CRUD）,使用的就是

SQL語言。其中查詢操作最為復雜，包括選捋Selection）、投影（Projection）、

并集（Union）、交集（Intersection）、差集（Exception）以及笛卡兒積

（Cartesianproduct）等。

完整性約束用于維護數(shù)據(jù)的完整性或者滿足業(yè)務(wù)約束的需求，包括實

體完整性（主鍵約束）、參照完整性（外鍵約束）以及用戶定義的完整性（非

空約束、唯一約束、檢杳約束和默認值）0

我們今天的主題是關(guān)系操作語言，也就是SQLo本文使用的示例數(shù)據(jù)來源于

https://blog.csdn.net/horses/article/detai1s/86518676o

面向集合SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）是操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言。SQL非常

接近英語，使用起來非常簡單。它在設(shè)計之初就考慮了非技術(shù)人員的使用需

求，我們通常只需說明想要的結(jié)果（What）,而將數(shù)據(jù)處理的過程（How）交

給數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。所以說，SQL才是真正給人用的編程語言！

接下來我們具體分析一下關(guān)系的各種操作語句；目的是為了讓大家能夠了

解SQL是一種面向集合的編程語言，它的操作對象是集合，操作的結(jié)果也

是集合。

□在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，關(guān)系、表、集合三者通常表示相同的概念。

SELECT

下面是一個簡單的查詢語句:

mployeeid.

它的作用就是從employees表中查詢員工信息。顯然，我們都知道FROM之

后是一個表（關(guān)系、集合）。不僅如此，整個查詢語句的結(jié)果也是一個表。

所以，我們可以將上面的查詢作為表使用：

I(SELECTemployeeid,firstname,las/name,hite

括號內(nèi)的查詢語句被稱為派生表，我們給它指定了一個別名叫做to同樣，

整個查詢結(jié)果也是一個表：這就意味著我們可以繼續(xù)嵌套，雖然這么做很無

聊。我們再看一個PostgreSQL中的示例:

upper（）是一個大寫轉(zhuǎn)換的函數(shù)。它出現(xiàn)再FROM子句中，意味著它的結(jié)果

也是一個表，只不過是1行1列的特殊表。SELECT子句用于指定需要查

詢的字段，可以包含表達式、函數(shù)值等。SELECT在關(guān)系操作中被稱為投影

(Projection),看下面的示意圖應該就比較好理解了。

除了SELECT之外，還有一些常用的SQL子句。WHERE用于指定數(shù)據(jù)過濾

的條件，在關(guān)系運算中被稱為選擇(Selection),示意圖如下：

ORDERBY用于對查詢的結(jié)果進行排序，示意圖如下:

4

在這些關(guān)弓操作中,有一個比較特殊，就是分組。

JROUPBYI分組（GROUPBY）操作和其他的關(guān)系操作不同，因為它改變了關(guān)

系的結(jié)構(gòu)。來看下面的示例：

ELECTdear匕ment.工d,count(*)zrirscnam<

該語句的目的是按照部門統(tǒng)計員工的數(shù)量，但是存在一個語法錯誤，就是

不能出現(xiàn)在查詢列表中。原因在于按照部門進行分組的話，每個

部門包含多個員工：無法確定需要顯示哪個員工的姓名，這是一個謖輯上的

錯誤。所以說，GROUPBY改變了集合元素（數(shù)據(jù)行）的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建了一個全

新的關(guān)系。分組操作的示意圖如下：

COUNTSUMN

盡管如此，GROUPBY的結(jié)果仍然是一個集合。

UNION^QL面向集合特性最明顯的體現(xiàn)就是UNION（并集運算）、INTERSECT

（交集運算）和EXCEPT/MINUS（差集運算）。

這些集合運算符的作用都是將兩個集合并成一個集合，因此需要滿足以下條

件：

兩邊的集合中字段的數(shù)量和順序必須相同；

兩邊的集合中對應字段的類型必須匹配或兼容。

具體來說，UNION和UNIONALL用于計算兩個集合的并集，返回出現(xiàn)在第一

個查詢結(jié)果或者第二個查詢結(jié)果中的數(shù)據(jù)。它們的區(qū)別在于UNION排除了結(jié)

果中的重復數(shù)據(jù)，UNIONALL保留了重復數(shù)據(jù)。下面是UNION操作的示意圖：

INTERSECT操作符用于返回兩個集合中的共同部分，即同時出現(xiàn)在第一個查

詢結(jié)果和第二個查詢結(jié)果中的數(shù)據(jù)，并且排除了結(jié)果中的重復數(shù)據(jù)。

INTERSECT運算的示意圖如下：

EXCEPT或者MINUS操作符用于返回兩個集合的差集，即出現(xiàn)在第一個查詢

結(jié)果中，但不在第二個查詢結(jié)果中的記錄，并且排除了結(jié)果中的重復數(shù)據(jù)。

EXCEPT運算符的示意圖如下：

除此之外，DISTINCT運算符用于消除重復數(shù)據(jù)，也就是排除集合中的重復元

素。

□SQL中的關(guān)系概念來自數(shù)學中的集合理論，因此UNION.

INTERSECT和EXCEPT分別來自集合論中的并集(U\cup

U)、交集(A\capA)和差集(\\setminusv)運算。需要注

意的是，集合理論中的集合不允許存在重復的數(shù)據(jù)，但是SQL

允許。因此，SQL中的集合也被稱為多重集合(multiset);

多重集合與集合理論中的集合都是無序的，但是SQL可以通

過ORDERBY子句對查詢結(jié)果進行排序。

OIN在SQL中，不僅實體對象存儲在關(guān)系表中，龍象之間的聯(lián)系也存儲在

.

關(guān)系表中。因此，當我們想要獲取這些相關(guān)的數(shù)據(jù)時，需要使用到另一個操

作：連接查詢(JOIN)。常見的SQL連接查類型包拈內(nèi)連接、外連接、交叉

連接等。其中，外連接又可以分為左外連接、右外連接以及全外連接。內(nèi)連

接(InnerJoin)返回兩個表中滿足連接條件的數(shù)據(jù)，內(nèi)連接的原理如下圖

所示：

111

333

5

左外連接(LeftOuterJoin)返回左表中所有的數(shù)據(jù)；對于右表，返回滿足

連接條件的數(shù)據(jù)；如果沒有就返回空值。左外連接的原理如卜.圖所示：

11

23

35

tlLE

右外連接(RightOuterJoin)返回右表中所有的數(shù)據(jù)；對于左表，返回滿

足連接條件的數(shù)據(jù)，如果沒有就返回空值。右外連接與左外連接可以互換，

以下兩者等價：

全外連接(FullOuterJoin)等價于左外連接加上右外連接，同時返回左表

和右表中所有的數(shù)據(jù)；對于兩個表中不滿足連接條件的數(shù)據(jù)返回空值。全外

連接的原理如下圖所示：

11

23

35

交叉連接也稱為笛卡爾積(CartesianProduct)。兩個表的交叉連接相當于

一個表的所有行和另一個表的所有行兩兩組合，結(jié)果的數(shù)量為兩個表的行數(shù)

相乘。交叉連接的原理如下圖所示：

1

1

1

112

232

352

3

3

3