五个基本的关系代数操作

• 并、差、笛卡尔积、选择、投影

数据库语言四大类

• DQL（Data Query Language）：数据库查询语言。

• DDL（Data Definition Language）：数据库定义语言。定义关系模式、删除关系、修改关系模式。

  • 关系、属性

• DML（Data Manipulation Language）：数据库操纵语言。插入元组、删除元组、修改元组。

  • 元组

• DCL（Data Control Language）：数据库控制语言。用来授权或回收访问数据库的某种特权，并控制数据库操纵事务发生的时间及效果。

  • GRANT、revoke
  • commit / rollback work

完整性

• 实体完整性：要求每个关系（表）有且仅有一个主键，每一个主键值必须唯一，而且不允许为“空”（NULL）或重复。

  • 主键

• 参照完整性：对于永久关系的相关表，在更新、插入或删除记录时，如果只改其一，就会影响数据的完整性。如删除父表的某记录后，子表的相应记录未删除，致使这些记录称为孤立记录。对于更新、插入或删除表间数据的完整性。

  • 外键

• 自定义完整性

基础操作

• 创建关系

create table instructor2(id char(5) not null,name varchar(20) not null,dept_name varchar(20) not null,salary numeric(8,2),primary key(id)
);

结果如图。可看出对属性进行了相关定义。

• 插入元组

  • insert into 关系名 values(每个属性对应的值)；

insert into instructor2 values(00001,'ai','math',2500.37);
insert into instructor2 values(00002,'la','math',3700.89);
insert into instructor2 values(00003,'bi','math',5400.45);
insert into instructor2 values(00004,'ma','english',1450.23);
insert into instructor2 values(00005,'ye','english',3421.34);
insert into instructor2 values(00006,'er','technology',10000.65);

结果如图

• 删除所有元组

  • delete from 关系名；
    
    • 删除了元组，但关系和属性还存在。
      

• 删除关系

  • drop table 关系名；
    
    • 删除了关系，进行select查询时会出现关系名无效的错误。
      

• 属性操作

  • alter table 关系名 add 新属性 数据类型，新属性 数据类型，$\cdots$；

    • 例：alter table instructor2 add firstname varchar(20),lastname varchar(20);
      

  • alter table 关系名 drop 属性，$\cdots$；

    • 例：alter table instructor2 drop firstname ,lastname ;

• 查询语句基础结构

  • select对应投影$\Pi$
  • from对应笛卡尔积
  • where对应选择$\sigma$
  • 含义
    
    • （1）.为from子句列出的关系产生笛卡尔积。
    • （2）.在（1）的结果上应用where子句中指定的谓词（条件）。
    • （3）.对于（2）中的元组，输出select子句中指定的属性。

select *(属性1，属性2，...)
from 关系名1，关系名2，...
where 条件1 and 条件2 and ...;

例

select id,name,salary
from instructor2
where salary>4000;

结果如下

• 去重操作（distinct）

  • 对于一些属性来说，在某些元组中存在相同的值，有时我们需要对结果去重，得到正确答案。

select distinct 属性名
from 关系名
where 条件

例如：当我们想要查看系名时，多个老师可能位于同一个系，不去重将产生下列结果：

显然这不是我们想要的答案。我们只需要知道存在哪些系，而无需知道个数：

• 更名操作（as）

  • 优点
    
    • 方便：长名字变短名字，便于书写语句。
    • 同一关系笛卡尔积：区分属性。
  • 对属性：
  • 对关系：

select 属性 as 属性别名
from 关系名
where 条件

select 属性
from 关系名 as 关系别名
where 条件

例：属性别名

select name as instructor_name,salary
from instructor2
where salary>3500;

结果如下

例：关系别名

select i1.id,i2.name
from instructor2 as i1,instructor2 as i2
where i1.id=i2.id and i2.salary>3500;

结果如下

• 字符串运算（like）

  • SQL使用一对单引号来标示字符串，例‘math’。
  • 百分号（%）：匹配任意子串
  • 下划线（_）：匹配任意一个字符

select 属性
from 关系名
where 属性 like '字符形式';

例

select *
from instructor2
where salary like '%0_.%';

结果如下

• 显示次序（order by）

  • 默认升序：asc
  • 降序：desc

select 属性
from 关系名
where 条件
order by 属性 升序/降序；

例

select *
from instructor2
order by salary desc;

结果如下

• between$\cdots$and$\cdots$

  • 属性值介于某个范围内

select *
from instructor2
where 属性名 between ... and ... ;

例

select *
from instructor2
where salary between 3000 and 6000;

结果如下

• 分组聚集（group by）

  • 聚集函数：平均值（avg）、最小值（min）、最大值（max）、总和（sum）、计数（count）。
  • 出现在select语句中但没有被聚集的属性只能是出现在group by子句中的属性。
  • 错误查询

select dept_name,id,avg(salary)
from instructor2
group by dept_name;

结果如下

• having子句（出现group by时使用）

  • 有group by时，select 和 having子句中出现的属性有所限制。
  • 任何出现在having子句中，但没有被聚集的属性必须出现在group by子句中。
  • 正确查询

select dept_name,avg(salary) as avg_salary
from instructor2
group by dept_name
having avg(salary)>3000

结果如下

• 集合成员资格

  • in：测试元组是否是集合的成员
  • not in：测试元组是否不是集合的成员
  • in和 not in 操作符用于枚举集合。
    例

select *
from instructor2
where name not in('ai','ye','er');

结果如下

例： 注意内层查询语句的select对应的属性应与外层查询语句的where对应的属相同。

select *
from instructor2
where name in (select namefrom instructor2where salary>3000);

过程：相当于两层for循环

结果如下

• 集合的比较

  • $>$some：至少比某一个要大
  • $>$all：比所有的都大。
  • $>$some、$<$some、$>=$some、 <= <= <script type="math/tex" id="MathJax-Element-47"><=</script>some、 <> <> <script type="math/tex" id="MathJax-Element-48"><></script>some
  • $>$all、$<$all、$>=$all、 < < <script type="math/tex" id="MathJax-Element-52"><</script>all、 < < <script type="math/tex" id="MathJax-Element-53"><</script>all
  • $=$some等价于in，$<>$some并不等价于not in。
  • <> <> <script type="math/tex" id="MathJax-Element-56"><></script>all等价于not in，$=$all不等价于in。

例：查询工资大于3000的教师姓名

select *
from instructor2
where name =some(select namefrom instructor2where salary>3000);

结果如下

例：查询工资小于等于3000的教师姓名

select *
from instructor2
where name <>all(select namefrom instructor2where salary>3000);

结果如下

错误查询实例
例：查询工资小于等于3000的教师姓名

select *
from instructor2
where name <>some(select namefrom instructor2where salary>3000);

结果如下（分析：内层查询中只要有一条元组的salary>3000并且name和外层查询name值不相等即可）

例：查询工资大于3000的教师姓名

select *
from instructor2
where name =all(select namefrom instructor2where salary>3000);

结果如下（分析：内层查询中满足salary>3000的所有元组的name都和外层查询name值相等才可以）

• 空关系测试（exists）

  • 存在exists是相对于某一条元组，因而子查询中是select *。

例：查询在2009年秋季学期和2010年春季学期同时开课的所有课程

select course_id
from section as S
where semester='Fall' and year=2009 and exists(select *from section as Twhere semester='Spring' and year=2010and S.course_id=T.course_id);

• 删除某些元组

例：从instructor关系中删除与‘math’系教师有关的所有元组

delete from instructor
where dept_name='math';

• 删除所有元组

delete from instructor;

• 删除的特殊情况

  • 内层语句只有一条元组。

例：删除工资低于大学平均工资的教师记录。

delete from instructor2
where salary < (select avg(salary)from instructor2);select *
from instructor2;

结果如下

• 插入一些元组

  • insert into 关系名 values($\cdots$);一次只能插入一条元组。
  • • insert into 关系名 selec查询语句可一次性插入多条。

insert into instructor2select id,name,dept_name,18000from studentwhere dept_name='math';

update 关系名
set 语句
where 条件；

update instructor2
set salary=salary*1.05;
where salary<7000;

update instructor2
set salary=casewhen salary<=7000 then salary*1.05else salary*1.03end