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一、定义基本表

1、常用的完整性约束

主码约束

primary key

外键约束

foreign key

唯一性约束

unique

非空性约束

not null

取值约束

check

2、例题

【例1】建立一个“学生”表Student，由学号Sno、姓名Sname、性别Ssex、年龄Sage、所在系Sdept五个属性组成。其中学号不能为空，值是唯一的，并且姓名取值也唯一

create table Student(
	Sno char(5) not null unique,
    Sname char(20) unique,
    Ssex char(1),
    Sage number,
    Sdept char(15)
);

【例2】建立一个“学生选课”表SC，它由学号Sno、课程号Cno，修课成绩Grade组成，其中(Sno, Cno)为主码

create table SC(
	Sno char(5),
    Cno char(3),
    Grade number,
    Primary key(Sno, Cno)
);

二、修改基本表

1、语法格式

ALTER TABLE <表名>
[ ADD <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]
[ DROP <完整性约束名> ]
[ MODIFY <列名> <数据类型> ];

ADD子句：增加新列和新的完整性约束条件
DROP子句：删除指定的完整性约束条件

MODIFY子句：用于修改列名和数据类型

2、例题

【例1】向Student表增加 “入学时间” 列，其数据类型为日期型

alter table Student add Scome date;

【例2】将年龄的数据类型改为字符型

alter table Student modify Sage char;

【例3】删除学生姓名必须取唯一值的约束

alter table Student drop unique(Sname);

三、删除基本表

1、语法格式

drop table <表名>

2、例题

【例1】删除Student表

drop table Student;

四、建立与删除索引

1、语法格式

-- 建立索引
CREATE [UNIQUE] INDEX <索引名> ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…);
-- 删除索引
DROP INDEX <索引名>;

2、例题

【例1】为学生 - 课程数据库中的Student，Course，SC三个表建立索引。

Student表按学号升序建唯一索引
Course表按课程号升序建唯一索引

SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引

create unique index Stusno on Student(Sno);
create unique index Coucno on Course(Cno);
create unique index SCno on SC(Sno ASC, Cno DESC);

【例2】删除Student表的Stusname索引

drop index Stusname;

五、查询

SELECT [ALL|DISTINCT]   <目标列表达式> [<别名>]
                 [，<目标列表达式>[<别名>]] …
FROM    <表名或视图名>[<别名>]
                [， <表名或视图名>[<别名>] ] …
[ WHERE <条件表达式> ]
[ GROUP BY <列名> [, <列名>] …
                  [ HAVING <条件表达式> ] ]
[ ORDER BY <列名> [, <列名>] … [ ASC|DESC ] ];

① from 子句 —— 指定查询对象(基本表或视图)

② where 子句：指定查询条件

③ group by 子句：对查询结果按指定列的值分组，该属性列值相等的元组为一个组

④ having 短句：筛选出满足指定条件的组

⑤ order by 子句：对查询结果表按指定列值的升序或降序排序

以下是示例数据库

学生 - 课程数据库
学生表：
        Student(Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept)
课程表：
        Course(Cno，Cname，Cpno，Ccredit)
学生选课表：
         SC(Sno，Cno，Grade)

1、单表查询

① 选择表中的若干列

《查询指定列》

【例1】查询全体学生的学号与姓名

select Sno, Sname from Student;

【例2】查询全体学生的姓名、学号、所在系

select Sname, Sno, Sdept from Student;

《查询全部列》

【例】查询全体学生的详细记录

select  Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept from Student；
select * from Student;

《查询经过计算的值》

【例】查全体学生的姓名及其出生年份（列别名）

select Sname, Sage as 2021-Sage from Student;

② 选择表中的若干元组

《消除取值重复的行》

在SELECT子句中使用 DISTINCT 短语

数据如下：

Sno        Cno       Grade
-----      ---       ----
19001       1         92
19001       2         85
19001       3         88
19002       2         90
19002       3         80

查询选修了课程的学生学号

-- 未优化前
select Sno from SC;
selct all Sno from SC;
 结果： Sno   
	19001  
    19001  
    19001  
    19002  
    19002
-------------------------
-- 优化后
select distinct Sno from SC;
 结果： Sno   
	19001  
    19002

《查询满足条件的元组》

比较大小

=, >, <, >=, <=, != 或 <>, >, !<

【例1】查询计算机系全体学生的名单

select Sname from Student where Sdep = 'CS';

【例2】查询所有年龄在20岁以下的学生姓名及其年龄

select Sname, Sage from Student where age < 20;
select Sname, Sage from Student where not age >= 20;

【例3】查询考试成绩有不及格的学生的学号

select distinct Sno from SC where Grade < 60;

确定范围

between ... and ...
not between ... and ...

【例1】查询年龄在20~23岁（包括20岁和23岁）之间的学生的姓名、系别和年龄

select Sname, Sdept, Sage from Student where Sage between 20 and 23;

【例2】查询年龄不在20~23岁之间的学生姓名、系别和年龄

select Sname, Sdept, Sage from Student where not Sage between 20 and 23;

确定集合

IN <值表>
NOT IN <值表>

【例】查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别

select Sname, Ssex from Student where Sdept in ('IS', 'MA', 'CS');

字符串匹配

LIKE 或 NOT LIKE
[NOT] LIKE ‘<匹配串>’ [ESCAPE ‘ <换码字符>’]

固定模版字符串

【例】查询学号为95001的学生的详细情况

select * from Student where Sno like '19001';
select * from Student where Sno = '19001';

通配符

% —— 代表任意长度

_ —— 代表单个字符

【例1】查询所有姓刘学生的姓名、学号和性别

select Sname, Sno, Ssex from Student Sname like '刘%';

【例2】查询姓 “欧阳” 且全名为三个汉字的学生的姓名

select Sname from Student where Sname like '欧阳_';

【例3】查询名字中第2个字为"阳"字的学生的姓名和学号

select Sname, Sno from Student where like '_阳%';

【例4】查询所有不姓刘的学生姓名

select Sname from Student Sname not like '刘%';

转义字符（escape短语）

【例】查询DB_Design课程的课程号和学分

select Cno, Ccredit from Course where Cname like 'DB\_Design' escape '\';

涉及空值的查询

is null 或 is not null

【例】某些学生选修课程后没有参加考试，所以有选课记录，但没有考试成绩。查询缺少成绩的学生的学号和相应的课程号

select Sno, Cno from SC where Grade is null;

【例】查所有有成绩的学生学号和课程号

select Sno, Cno from SC where Grade is not null;	-- 有成绩即不为空

多重条件查询

用逻辑运算符AND和OR来联结多个查询条件

AND的优先级高于OR
可以用括号改变优先级

可用来实现多种其他谓词

[NOT] IN [NOT]

BETWEEN … AND …

【例1】查询计算机系年龄在20岁以下的学生姓名

select Sname from Student where Sdept = 'CS' and Sage < 20;

【例2】查询信息系（IS）、数学系（MA）和计算机科学系（CS）学生的姓名和性别

select Sname, Ssex from Student where Sdept in ('IS', 'MA',' CS');

【例3】查询年龄在20~23岁（包括20岁和23岁）之间的学生的姓名、系别和年龄

select Sname, Sdept, Sage from Student where Sage between 20 and 23;

③ 对查询结果排序

使用order by子句

升序：ASC
降序：DESC

【例1】查询选修了3号课程的学生的学号及其成绩，查询结果按分数降序排列

select Sno, Grade from SC where Cno = '3' order by Grade desc;

结果：

Sno        Grade
-------    -------
19010
19024
19007       92
19003       82
19010       82
19009       75
19014       61
19002       55

【例2】查询全体学生情况，查询结果按所在系的系号升序排列，同一系中的学生按年龄降序排列

select * from Student where Sdept, Sage desc;

④ 使用集合函数

计数

COUNT（[DISTINCT|ALL] *）
COUNT（[DISTINCT|ALL] <列名>）

计算总和

SUM（[DISTINCT|ALL] <列名>）

计算平均值

AVG（[DISTINCT|ALL] <列名>）

求最大值

MAX（[DISTINCT|ALL] <列名>）

求最小值

MIN（[DISTINCT|ALL] <列名>）

【例1】查询学生总人数

select count(*) from Student;

【例2】查询选修了课程的学生人数

select count(distinct Sno) from SC;
-- 注：用DISTINCT以避免重复计算学生人数

【例3】计算1号课程的学生平均成绩

select AVG(Grade) from SC where Cno = '1';

【例4】查询选修1号课程的学生最高分数

select max(Grade) from SC where Cno = '1';

⑤ 对查询结果分组

未对查询结果分组，集合函数将作用于整个查询结果

对查询结果分组后，集合函数将分别作用于每个组

====> 使用GROUP BY子句分组

【例1】求各个课程号及相应的选课人数

select Cno, count(Cno) from Sc Group by Cno;
--------------------------------------------
结果:
Cno        COUNT(Sno)
 1             22
 2             34
 3             44
 4             33
 5             48

【例2】求各个课程号及相应的课程成绩在90分以上的学生人数

select Cno, Count(Sno) from Sc where Grade > 90 Group by Cno;
----------------------------------------
结果
Cno        COUNT(Sno)
 1            13
 2             7
 4             3
 5             8

====> 使用HAVING短语筛选最终输出结果

【例1】查询选修了3门以上课程的学生学号

select Sno from SC Group by Sno Having Count(*) > 3;

【例2】查询有3门以上课程在90分以上的学生的学号及90分以上的课程数

select Sno, Count(*) from SC where Grade > 90 Group by Sno Having Count(*) > 3;

HAVING短语与WHERE子句的区别？

WHERE子句作用于基表或视图，从中选择满足条件的元组

HAVING短语作用于组，从中选择满足条件的组

2、连接查询

同时涉及多个表的查询称为连接查询

一、广义笛卡尔积

select Student.*, Sc.* from Student, SC;
-- .*代表这个表中所有的字段

二、等值与非等值连接查询

连接运算符为 = 的连接操作

 [<表名1>.]<列名1>  =  [<表名2>.]<列名2>
 -- 任何子句中引用表1和表2中同名属性时，都必须加表名前缀。引用唯一属性名时可以加也可以省略表名前缀

select Student.*, Sc.* from Student, SC where Student.Sno == SC.Sno;

三、自身连接查询

一个表与其自己进行连接，称为表的自身连接

需要给表起别名以示区别
由于所有属性名都是同名属性，因此必须使用别名前缀

【例】查询每一门课的间接先修课（即先修课的先修课）

select a.Cno, b.Cno from Course a, Course b where a.Cpon = b.Cno;

四、外连接查询

外连接与普通连接的区别

普通连接操作只输出满足连接条件的元组

外连接操作以指定表为连接主体，将主体表中不满足连接条件的元组一并输出

【例】以学生为主体，查询每个学生及其选修课程的情况 (用外连接)

SELECT Student.Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept, Cno, Grade FROM Student，SC
     		WHERE  Student.Sno = SC.Sno(+);

五、复合条件连接查询

WHERE子句中含多个连接条件时，称为复合条件连接

假设学校中性别相同的学生不会重名。现如下设计学生表和选课表：

Std(Sname, Ssex, Sage, Sdept)
StdC(Sname, Ssex, Cno, Grade)

【例1】查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生的姓名，性别及所在系

select Sname, Ssex, Sdept from Std, StdC 
		where Std.Sname = StdC.Sname and Std.Ssex = StdC.Ssex
		  and StdC.Cno = '2'
		  and StdC.Grade > 90;

【例2】查询每个学生的学号、姓名、选修的课程名及成绩（ Student，SC，Course ）

select Student.Sno, Student.Sname, Course.Cname, SC.Grade 
from Student, SC, Course 
	where Student.Sno = SC.Sno
    and SC.Cno = Course.Cno;

3、嵌套查询

① 嵌套查询概述

【一个查询块】：一个SELECT-FROM-WHERE语句

【嵌套查询】：将一个查询块嵌套在另一个查询块的 WHERE子句或 HAVING短语的条件中的查询

-- 查询所有选修了2号课程的学生姓名
-- 外层查询/父查询
select Sname from Student where Sno in (
    -- 内层查询/子查询
	select Sno from SC where Cno = '02'	
);

子查询的限制

不能使用order by子句
层层嵌套方式反映了 SQL语言的结构化

有些嵌套查询可以用连接运算替代

select Sname from Student, SC where Student.Sno = SC.Sno and Cno = '02';

② 嵌套查询分类

不相关子查询

子查询的查询条件不依赖于父查询

相关子查询

子查询的查询条件依赖于父查询

③ 嵌套查询求解方法

一、不相关子查询

【例】查询与“刘晨”在同一个系学习的学生

-- 确定 “刘晨” 所在系名
select Sdept from Student where Sname = '刘晨';
-- 查找所有在IS系学习的学生
select Sno, Sname, sdept from Student where Sdept = 'IS';
-- 合并查询
select Sno, Sname, Sdept from Student where Sdept in (
    select Sdept from Student where Sname = '刘晨';
)

二、相关子查询

【例】查询所有选修了1号课程的学生学号、姓名。用嵌套查询

select Sno, Sname from Student where exists (
	select * from SC where Sno = Student.Sno and Cno = '1'
);
-- 注: EXISTS 关键字在 SQL 中用于检查子查询是否至少会返回一行数据,它通常与相关子查询一起使用。

④ 引出子查询的谓词

带有IN谓词的子查询

【例】查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名

-- 最后在Student表中根据这个学生的学号取到相关学生的姓名
select Sno, Sname from Student where Sno in (
    -- 然后根据所找到的课程号在SC中算选出选修了3号课程的学生学号
	select Sno from SC where Cno in (
        -- 首先在Course表中找出课程名为 "信息系统" 的课程号
        select Cno from Course where Cname = '信息系统'
    )
);

连接查询

select Sno, Sname from Student, SC, Course 
		where Student.Sno = SC.Sno and SC.cno = Course.cno
		and Course.Cname = '信息系统'

带有比较运算符的子查询

【例】查询与 “刘晨” 在同一个系学习的学生

select Sno, Sname, Sdept from Student where Sdept = (
	select Sdept from Student where Sname = '刘晨'
);

带有ANY或ALL谓词的子查询

ANY：任意一个值

ALL：所有值

需要配合使用比较运算符:
    > ANY	大于子查询结果中的某个值       
     > ALL	大于子查询结果中的所有值
    < ANY	小于子查询结果中的某个值    
    < ALL	小于子查询结果中的所有值
    >= ANY	大于等于子查询结果中的某个值    
    >= ALL	大于等于子查询结果中的所有值
    <= ANY	小于等于子查询结果中的某个值    
    <= ALL	小于等于子查询结果中的所有值
    = ANY	等于子查询结果中的某个值        
    =ALL	等于子查询结果中的所有值（通常没有实际意义）
    !=（或<>）ANY	不等于子查询结果中的某个值
    !=（或<>）ALL	不等于子查询结果中的任何一个值

【例】查询其他系中比信息系某一学生年龄小的学生姓名和年龄

select Sname, Sage from Student where Sage < any(
	select Sage from Student where Sdept = 'IS'
) and Sdept <> 'IS';

带有EXISTS谓词的子查询

exists作为 where 条件时，是先对where 前的主查询进行查询，然后用主查询的结果一个一个的代入exists的子查询进行判断，如果为真则输出当前这一条主查询的结果，否则不输出

存在量词

带有EXISTS谓词的子查询不返回任何数据，只产生逻辑真值“true”或逻辑假值“false”。

若内层查询结果非空，则返回真值

若内层查询结果为空，则返回假值

例1：查询所有选修了1号课程的学生姓名

-- 嵌套查询
select sname from Student where exists (
	select * from SC where sno = Student.sno and cno = '1';
);
-- 连接查询
select sname from Student, SC where Student.sno = SC.sno and cno = '1';

例2：查询没有选修了1号课程的学生姓名

select sname from Student where not exists (
	select * from SC where sno = Student.sno and cno = '1';
);

例3：查询与“刘晨”在同一个系学习的学生

-- 不相关子查询
select Sno, Sname, Sdept from Student where Sdept in (
    select Sdept from Student where Sname = '刘晨';
)
-- 带EXISTS谓词的子查询替换
select Sno, Sname, Sdept from Student S1 where exists (
	select * from Student S2 where S2.Sdept = S1.Sdept and S2.Sname = '刘晨'
);

效率对比

不相关子查询 > 相关子查询 > 连接查询

由于带EXISTS量词的相关子查询只关心【内层查询是否有返回值】，并不需要查具体值，因此其效率并不一定低于其他形式的查询

例4：查询选修了课程的学生姓名

-- Way1:
select Sname from Student where exists (
	select * from SC where Sno = Student.Sno
);
-- Way2:
select Sname from Student, SC where Student.Sno = SC.Sno;
-- Way3:
select Sname from Student where sno in (
	select distinct sno from sc
);

例5：查询选修了全部课程的学生姓名

-- 查询没有出现不选所有课的学生
select Sname from Student where not exists (
    select * from Course where not exists (
    	select * from SC where Sno = Student.Sno and Cno = Course.cno
    )
);

例6：查询至少选修了学生19002选修的全部课程的学生号码

-- 不存在这样的课程y, 学生19002选了，但是学生x却没有选
select distinct Sno from SC SCX where not exists (
	select * from SC SCY where SCY.Sno = '19002' and not exists (
    	select * from SC SCZ where SCZ.Sno = SCX.Sno and SCZ.Cno = SCY.Cno
    )
);

4、集合查询

① 并操作（union）

<查询块>
	 UNION
<查询块>
-- 参加UNION操作的各结果表的列数必须相同; 对应项的数据类型也必须相同

例1：查询计算机科学系的学生及年龄不大于19岁的学生

-- way1: 并
select * from Student where Sdept = 'CS' union 
	select * from Student where Sage <= 19;
-- way2: 或
select distinct from Student where Sdept = 'CS' or Sage < 19;

例2：查询学校中所有师生的姓名

select Sname from Student union
	select Sname from Teacher;

② 交操作（intersect）

例1：查询选修课程1的学生集合与选修课程2的学生集合的交集

-- 使用insersect
select Sno from SC where Cno = '1' intersect
	select Sno from SC where Cno = '2';
-- 用 in 谓词
select Sno from SC where Cno = '1' and Sno in (
	select Sno from SC where Cno = '2'
)

例2：查询学生姓名与教师姓名的交集

-- 使用insersect
select distinct Sname from Student intersect
	select distinct Sname from Teacher;
-- 用 in 谓词
select distinct from Student where Sname in (
	select Sname from Teacher;
)

③ 差操作（except, minus）

例1：查询学生姓名与教师姓名的差 ——> 查询学校中未与教师同名的学生姓名

-- 使用except
select distinct Sname from Student except
	select distinct Sname from Teacher;
-- 用 in 谓词
select distinct from Student where Sname not in (
	select Sname from Teacher;
)

④ 对集合操作结果的排序

任何情况下，ORDER BY子句只能出现在最后

5、小结

SELECT [ALL|DISTINCT] <目标列表达式>
           [别名] [ ，<目标列表达式> [别名]] …
FROM <表名或视图名> [别名] 
           [ ，<表名或视图名> [别名]] …
[WHERE <条件表达式>]
[GROUP BY <列名1>[，<列名1’>] ...
		   [HAVING <条件表达式>]]
[ORDER BY <列名2> [ASC|DESC] 
           [，<列名2’> [ASC|DESC] ] …  ];

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