内容来源于《王道程序员求职宝典》

一.基本概念

1.数据模型

数据库系统的核心和基础是数据模型。一般来说，数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念精确地描述了系统的静态特征、动态特征和完整性约束条件。因此数据模型一般由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成

1. 数据结构：存储在数据库中对象类型的集合，作用是描述数据库组成对象以及对象之间的联系
2. 数据操作：指对数据库中各种对象实例允许执行的操作的集合，包括操作及其相关的操作规则
3. 完整性约束：指在给定的数据模型中，数据及其联系所遵守的一组通用的完整性规则，它能保证数据的正确性和一致性

根据模型应用目的的不同，数据模型分为2类：

• 第一类
  • 1）概念模型：也称为信息模型。它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计
• 第二类
  • 2）逻辑模型：主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型和对象关系模型等
  • 3）物理模型：是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方法和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的

关系模型是目前最重要的一种数据类型。关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式

• 关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，或者说关系的数据结构就是一张表
• 关系数据模型的数据操作主要包含查询、插入、删除和更新数据
• 关系模型的完整性约束条件包含三大类：实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性
  • 关系模型的实体完整性规则：若属性（指一个或一组属性）A是基本关系R的主属性，则A不能取空值（由此规则可得一直接结论：主键不能为空）
  • 关系模型的参照完整性规则：若属性（或属性组）F是某基本关系R的外键，且它与基本关系R1的主键相对应，则对于R中，每个F上的值或为空值或者等于R1中的主键值

2.主键与外键

• 候选码：关系（二维表）中能唯一标识一个元组的属性组
• 主键：如果一张表有多个候选码，则选定其中一个为主键
• 外键：如果关系模式R中的某属性集不是R的主键，而是另一个关系R1的主键，则该属性集是关系模式R的外键。外键表示了两个关系（表）之间的联系。以另一个关系的外键作主键的表被称为主表，具有此外键的表被称为主表的从表
• 主属性与非主属性：候选码的诸属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性

3.事务

事务是指用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位

事务具有4个特性：原子性、一致性、隔离性、持续性。简称为ACID特性

4.索引

索引是对数据库中一列或多列的值进行排序的一种结构，使用索引可快速访问数据库表中的特定信息

为表设置索引的好处与坏处：

• 好处
  • 通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性
  • 可以大大加快数据的检索速度（创建索引的主要原因）
  • 在使用分组（group by）和排序（order by）子句进行数据检索时，同样可以显著减少查询中分组和排序的时间
  • 可以加速表和表之间的连接，特别是在实现数据的参照完整性方面特别有意义
• 坏处
  • 一是增加了数据库的存储空间
  • 二是插入和删除数据时要花费较多时间（因为索引也要随之变动）

索引是建立在数据库表中的某些列的上面。在创建索引时，应该考虑在哪些列上可以创建索引，在哪些列上不能创建索引：

• 一般来说，应该在这些列上创建索引
  • 1）在经常需要搜索的列上创建索引，可以加快搜索的速度
  • 2）在作为主键的列上创建索引，强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构
  • 3）在经常用在连接的列上创建索引，这些列主要是一些外键，可以加快连接的速度
  • 4）在经常需要根据范围进行搜索的列上创建索引，因为索引已经排序，其指定的范围是连续的
  • 5）在经常需要排序的列上创建索引，因为索引已经排序，这样查询可以利用索引的排序，加快排序查询时间
  • 6）在经常使用在WHERE子句中的列上创建索引，加快条件的判断速度
• 一般来说，不应该创建索引的这些列具有下列特点
  • 1）那些在查询中很少使用的列不应该创建索引。很少使用故而即使创建索引也不会带来很大性能提升。索引又会带来空间和维护上的负担
  • 2）只有很少数据值的列也不应该创建索引。如性别，结果集的数据行占了表中数据行的很大比例，即需要在表中搜索的数据行的比例很大。增加索引并不能明显加快检索速度
  • 3）那些定义为text和bit等数据类型的列不应该创建索引。因为这些列的数据量要么相当大，要么取值很少，不利于使用索引
  • 4）当修改操作远远大于检索操作时，不应该创建索引。因为修改性能和检索性能互相矛盾。当增加索引时，会提高检索性能，但是会降低修改性能。当减少索引时，会提高修改的性能，降低检索的性能

5.视图

视图是从一个或几个基本表（或试图）导出的表。与基本表不同，它是一个虚表

数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在原来的基本表中。所以基本表中的数据发生变化时，视图中查询出的数据也就随之改变了。从这个意义上讲，视图就像一个窗口，透过它可以看到数据库中自己感兴趣的数据及其变化

视图一经定义，就可以和基本表一样被查询、删除

二.SQL语句

SQL语句主要包括：

• 数据定义：create、drop、alter
• 数据查询：select
• 数据操作：insert、update、delete
• 数据控制：grant、revoke

1.数据定义

1）CREATE TABLE

定义基本表

CREATE TABLE <表名> (<列名> <数据类型> [列级完整性约束条件][, <列名> <数据类型> [列级完整性约束条件]]...[, <表级完整性约束条件>]);

• primary key (A1,A2,A3,...)：指定主键属性集
• foreign key (A1,A2,A3,...) references T2：声明表示关系中任意元组在属性(A1,A2,A3,...)上的取值必须对应于T2中某元组在主码属性上的取值

数据类型：

• int：整形。等价于全称integer
• smallint：小整数型
• real，double precision：浮点数与双精度浮点数（精度与机器相关）
• float(n)：精度至少为n位的浮点数
• char(n)：固定长度的字符串
• varchar(n)：可变长度的字符串

例：建立一个“学生信息”表Student：

CREATE TABLE Student
(Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,Sname CHAR(20) UNIQUE,Ssex CHAR(2),Sage SMALLINT,Sdept CHAR(20)
);

2）ALTER TABLE

修改基本表

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

• ADD子句：增加新列和新的完整性约束
• DROP子句：删除指定的完整性约束
• MODIFY COLUMN子句：修改原有列的定义，包括列名和数据类型

例子：

ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;     //向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型
ALTER TABLE Student MODITY COLUMN Sage INT;  //将年龄的数据类型由字符型改为整数
ALTER TABLE Student ADD UNIQUE(Sname);       //增加Student表Sname必须取唯一值的约束条件

3）DROP TABLE

删除基本表

DROP TABLE <表名> [RESTRICT | CASCADE];

• RESTRICT：删除是有限制条件的。欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用（如：check、foreign key等约束），不能有视图，不能有触发器，不能有存储过程或函数等。如果存在这些依赖该表的对象，则该表不能被删除
• CASCADE：删除没有条件限制。在删除该表的同时，相关的依赖对象，例如视图，都将被一起删除

2.数据查询

1）SELECT

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

• ALL：显示所有（不去重）
• DISTINCT：去除重复

整个SELECT语句的含义是：根据WHERE子句的条件表达式，从FROM子句指定的基本表或视图中找出满足条件的元组，再按SELECT子句中的目标列表达式，选出元组中的属性值形成结果表
如果有GROUP BY子句，则将结果按<列名1>的值进行分组，该属性列值相等的元组为一个组。通常会在每组中作用聚合函数。如果GROUP BY子句带HAVING子句，则只有满足指定条件的组才予以输出
如果有ORDER BY子句，则结果表还要按<列名2>的值的升序或降序排列

2）WHERE

WHERE子句可以使用下列一些条件表达式进行筛选：

• =：指定属性的值为给定值的
• IS：如IS NULL。不能被=代替
• like：字符串匹配
  • %：匹配任意子串
  • _：匹配任意一个字符
• and、or、not
• BETWEEN AND（NOT BETWEEN AND）：介于…之间的（不介于…之间的）
• IN(...)：指定属性的值为IN中给出的某个值的

SELECT * from Student WHERE Sname='Bill Gates';                   //名字是Bill Gates的
SELECT * from Student WHERE Sname like '%Bill%';                  //名字中包含有Bill的
SELECT * from Student WHERE Sage BETWEEN 20 AND 23;               //年龄20~23的
SELECT Sname , Ssex from Student WHERE Sdept IN('CS','IS','MA');  //CS、IS或MA系的
SELECT * FROM Student WHERE Sage IS NULL;                         //没有年龄信息的

3）ORDER BY

对查询结果按一个或多个属性列的升序(ACS)或降低(DESC)排序，默认为升序

例子：

SELECT * FROM Student ORDER BY Sage;
SELECT * FROM Student ORDER BY Sdept, Sage desc; //先按专业升序排序，然后同一专业按年龄降序排序

4）LIMIT

可以用于强制SELECT返回指定的记录数

接受1个或2个数字参数。参数必须是一个整数常量：

• 1个参数：表示返回最前面的记录行数目
• 2个参数：第一个指定第一个返回记录行的偏移量（从0开始算），第二个参数指定返回记录行的最大数目

例子：

SELECT * FROM Student LIMIT 5, 10;  //返回记录行6-15
SELECT * FROM Student LIMIT 5;      //返回前5个记录行

5）聚集函数

聚集函数有以下几种：count、sum、avg、max、min

• 总数：select count(*) as totalcount from table1;
• 求和：select sum(field1) as sumvalue from table1;
• 平均：select avg(field1) as avgvalue from table1;
• 最大：select max(field1) as maxvalue from table1;
• 最小：select min(field1) as minvalue from table1;

6）GROUP BY

根据一个或多个属性的值对元组分组，值相同的为一组

分组后聚集函数将作用于每一个组，即每一组都有一个函数值

如果分组后还要求按一定的条件对这些分组进行筛选，最终只输出满足指定条件的组，则使用HAVING短语指定筛选条件

例子：

//按年龄分组，统计每个年龄的人数，并输出(年龄,该年龄的人数)
select Sage, count(*) from Student group by Sage;
//按年龄分组，统计每个年龄的人数，选出人数大于1的分组，输出(年龄,该年龄的人数)
select Sage, count(*) from Student group by Sage having count(*) > 1;

7）连接查询

一个查询涉及多个表

假设有2个表——Student表和SC表（选课表）：

• 内连接（自然连接）：当使用内连接时，如果Student中某些学生没有选课，则在SC中没有相应元组。最终查询结果舍弃了这些学生的信息
• 外连接：如果想以Student表为主体列出每个学生的基本情况及其选课情况。即使某个学生没有选课，依然在查询结果中显示（SC表的属性上填空值）。就需要使用外连接

例子：

//内连接：查询每个学生及其选修课程的情况（没选课的学生不会列出）
SELECT Student.*, SC.*
FROM Student , SC
WHERE Student.Sno=SC.Sno;//外连接：查询每个学生及其选修课程的情况（没选课的学生也会列出）
SELECT Student.*, SC.*
FROM Student LEFT JOIN SC ON(Student.Sno=SC.Sno);

3.数据操作

1）INSERT

插入元组

INSERT
INTO table1(field1,field2...)
VALUES(value1,value2...);

如果INTO语句没有指定任何属性列名，则新插入的元组必须在每个属性列上均有值

例子：

INSERT INTO Student(Sno, Sname, Ssex, Sdept, Sage)
VALUES('201009013', '王明', 'M', 'CS', 23);

2）UPDATE

修改(更新)数据

UPDATE table1
SET field1=value1, field2=value2
WHERE 范围;

功能是修改指定表中满足WHERE子句条件的元组。如果省略WHERE子句，则表示要修改表中的所有元组

例子：

UPDATE Student
SET Sage=22
WHERE Sno='201009013';

3）DELETE

删除元素

DELETE
FROM table1
WHERE 范围;

功能是删除指定表中满足WHERE子句条件的元组。如果省略WHERE子句，则表示删除表中的所有元组。但表仍存在

例子：

DELETE
FROM Student
where Sno='201009013';

三.例题

1) CREATE TABLE tableQQ (ID INTEGER NOT NULL,Nickname Varchar(30) NOT NULL);
2) select * from tableQQ where Nickname='QQ' order by ID desc;
3) delete from tableQQ where ID=1234;
4) insert into tableQQ values(5555,'1234');
5) drop table tableQQ;

1) SELECT sc.sno from sc , cwhere sc.cno=c.cno and c.cname='db';
2) SELECT sno, avg(grade) as g from scgroup by sno order by g desc limit 1;
3) SELECT cno, count(sno) from scwhere grade > 90 group by cno;
4) SELECT s.sno, s.sname from s, (select sc.sno FROM sc, c where sc.cno=c.cnoand c.cname in ('math', 'english') group by sno having count(DISTINCT c.cno)=2)xwhere s.sno=x.sno;
5) SELECT s.sno, s.sname , avg(sc.grade) as avggrade from s, sc, (select snoFROM sc where grade<60 group by sno having count(DISTINCT cno)>=2)xwhere s.sno=x.sno and sc.sno=x.sno group by s.sno;
6) SELECT s.sname from s,(select sno, grade from sc where cno in (select cno from c wherecname='math'))A,(select sno, grade from sc where cno in (select cno from c wherecname='english'))Bwhere s.sno=A.sno and s.sno=B.sno and A.grade>B.grade;