3.4 关系数据库标准SQL语言

3.4.1 SQL语言概述

          1. SQL语言的发展

 SQL(Structure Query Language结构化查询语言)是关系型数据库管理系统的标准语言或通用语言。

        2. SQL语言特点和功能

SQL语言的主要特点是：

]一体化语言，它包括数据定义、数据操纵、数据查询和数据控制等方面的功能，可以完成数据库生命周期中的全部工作。

]高度非过程化语言，使用SQL语言访问数据库时，用户没有必要告诉计算机“如何”一步步地实现操作，只需要描述“做什么”。

]简洁语言，只有为数不多的命令完成强大的SQL语言功能，SQL语言设计巧妙，语言语法格式简单，接近于自然语言，容易学习和掌握。

]共享语言，它全面支持客户／服务器模式。

SQL语言按其功能分为四大部分：数据定义、数据操纵、数据查询和数据控制。其核心功能只用9个动词。

3.4.2 数据定义语句

MySQL语句的数据定义是指对数据库和基本表的基本操作。

      1.     数据库的基本操作

     MySQL语句对数据库的基本操作，包括对数据库的创建、打开、查看、修改和删除等操作。

（1）创建数据库

语句的基本格式：

CREATE {DATABASE|SCHEMA }[IF NOTEXISTS]数据库名

[[DEFAULT]CHARACTER SET 字符集名称

[DEFAULT]COLLATE  排序规则名称];

语句功能：创建数据库是指在数据库系统中划分一块空间，用来存储相应的数据。

说明：

]在语法基本格式中的描述符号：

{}：表示必选项       ｜：表示必选其一项     []：可选项

  ]CREATE DATABASE或CREATE SCHEMA：都是指创建数据库的关键字；此关键字不区分大小写，因为取决于当前Windows操作系统。

  ]数据库名是标识符。标识符是由字母、数字和下划线组成，用来命名对象名，如：数据库名、表名、列名和变量名。

  ]IF NOT EXISTS：判断指定的数据库名是否存在，如果不存在则执行此命令。

  ]如果MySQL软件安装时设置默认字符集为utf8，则在MySQL系统中将按此字符集使用，可以设置默认排序规则为utf8_general_ci。

]字符集名称：utf8（UTF-8 Unicode）是指Unicode字符的一种变长字符编码。英文使用8位（即一个字节）编码，中文使用24位（3个字节）编码，utf8包含全世界所有国家需要的字符，是国际编码，通用性强。也就是UTF8字符集支持所有国家的语言。

]排序规则名称：utf8_general_ci是指对utf8字符校对速度快（general）和不区分大小写（ci）。

    （2）打开数据库

语句的基本格式：

USE 数据库名;

语句功能：如果对已经存在的数据库进行操作，则需要将此数据库设置为当前数据库，也就是打开数据库。

    （3）显示数据库结构

语句的基本格式：

SHOW CREATE DATABASE 数据库名;

语句功能：对已经存在的数据库进行查看信息，例如MySQ版本id号、默认字符集等信息。

    （4）修改数据库

语句的基本格式：

ALTER {DATABASE|SCHEMA }[IF NOTEXISTS]数据库名

[[DEFAULT]CHARACTER SET 字符集名称]

[[DEFAULT]COLLATE  排序规则名称];

语句功能：对已经存在的数据库进行修改参数。

    （5）删除数据库

语句的基本格式：

DROP DATABASE[IF EXISTS]数据库名;

语句功能：对已经存在的数据库进行删除，数据库删除后，数据库中的所有数据和所有表也将删除，数据库原分配空间被释放。

       2.数据类型

数据库创建之后，在数据库中就可以创建基本表。在创建基本表时，基本表中的每个列都有对应的数据类型，用来指定数据的存储方式、约束和有效范围。

MySQL数据库中常用的数据类型有五种，包括数值类型（包括整型类型、定点数类型和浮点数类型）、字符串类型、日期时间类型、复合类型和二进制类型。

    （1）数值类型

数值类型的数据可以存储并进行算术运算的数值数据。如：16和-16.5，数值数据包含整数和小数，小数包含定点小数和浮点小数。

  ]整数类型：是数据库中最基本的数据类型。如int与integer两个整型类型是同名。

  ]小数类型：小数类型包含浮点数类型和定点数类型。

浮点数类型包括单精度浮点数float类型和双精度浮点数double类型；定点数类型为decimal类型。（2）字符串类型

字符串类型的数据可以存储字符或数字。如姓名和地址等文本数据；不需要计算的数字，如学号为（3）日期时间类型

日期/时间类型用于存储日期、时间或日期时间混合。MySQL内部的日期时间类型的数据可以进行简单加、减法运算。如表3-11。

（4）复合类型

MySQL数据库支持复合数据类型包括enum（枚举类型）和set（集合类型）。复合数据类型本质上是字符串类型。

enum类型数据只允许从集合中取得任意一个值，enum类型数据的集合中最多可以包含65535个元素。

set类型数据允许从集合中取得任意多个值，set类型数据的集合中最多可以包含64个元素。

  （5）二进制类型。

MySQL数据库中的二进制类型主要有7种，各种二进制类型及存储长度范围如表3-12。二进制类型的数据主要用‘0’和‘1’两个数表示的字符串。其中bit数据类型的数据是按位为单位存储，其他二进制类型的数据是按字节为单位存储。

      3.数据表的基本操作

数据定义是指对数据库中的表结构定义，其功能包括创建基本表、修改表和删除表的对表结构的基本操作。

（1）创建基本表

语句的基本格式：

CREATE  TABLE 基本表名

（列名l 数据类型1 [ 列级完整性约束条件1 ]，

  列名2 数据类型2 [ 列级完整性约束条件2 ]，

[…]

）；

语句功能：在数据库中创建基本表结构。创建一个指定基本表名的数据表。每个列包含列名、数据类型和长度3个要素。分号表示一条SQL语句结束，可以没有。

说明：

  ]基本表名：指定基本表的新名字。

  ]列名：指定列的新名称。

  ]数据类型：指定列的数据类型。

  ]列级完整性约束条件：指定列的约束条件，包括主键约束（Primary Key）、外键约束（Reference）、唯一约束（Unique）、空值约束（Not Null或Null）和设置默认值（Default）等。

    （2）修改表

语句基本格式：

ALTER  TABLE  表名   [ALTER 列名  数据类型 ][ADD 新列名) 数据类型) [ 列级完整性约束条件1 ]]

                            [DROP 列名 …]；

语句功能：在表中修改基本表的结构。包括修改列属性，增加新列和删除列。

说明：

  ]表名 ：指定修改结构的表名。

  ]ALTER子句：指定修改列属性。

  ]ADD子句：指定增加新列和该列的列完整性约束条件。

  ]DROP子句：指定删除列名。

说明：ALTER TABLE语句一次可以添加多个列，删除多个列，但是不能一次修改多个列，也不能同时进行添加、修改和删除列操作。

    （3）删除表

语句基本格式：

DROP TABLE  表名 ；

语句功能：从数据库中删除表，释放存储空间。

说明：表名 ：指定删除的表名。

注意，删除表中的结构和记录数据全部，并且不能恢复。

3.4.3 数据操纵语句

MySQL语句的数据操纵是指对数据库中的表记录进行操作，其功能包括对基本表的插入记录、更新记录或删除记录的基本操作。

        1.插入记录

语句基本格式：

INSERT INTO 表名[（ 列名l [， 列名2 …]）]   VALUES（常量l [，常量2 ]…)；

    语句功能：在表中将一条新记录追加到指定表的最后一行。

说明：

  ]表名 ：指定插入新记录的表名。

  ]列名 ：指定插入新记录的列名。

  ]常量 ：指定插入新记录的列值。其中常量的数据类型必须与INTO子句中所对应列名的数据类型相同、顺序一致、个数相同。

  ]如果插入的数据包括表中所有列，且顺序与表结构中列顺序一致，则可以省略INTO子句中的列名。

  ]插入所有列

  ]插入部分列

      2.更新记录

    语句基本格式：

      UPDATE  表名

     SET  列名1 = 表达式1 [，列名2 = 表达式2 …][WHERE 条件]；

语句功能：对表中所有记录或满足条件的记录进行批量更新。

说明：

  ]表名 ：指定更新记录的表名。

  ]列名 = 表达式 ：用表达式的值替代对应列名的值。

  ]WHERE 条件 ：在满足条件的记录中更新指定列值。省略WHERE子句，则更新全部记录。

  ]更新部分记录的指定列值

  ]更新一条记录的指定列值

     3.删除记录

    语句基本格式：

      DELETE FROM  表名 [WHERE 条件]；

语句功能：对表中所有记录或满足条件的记录进行批量删除。

说明：

  ]表名 ：指定删除记录的表名。

  ]WHERE 条件 ：删除满足条件的记录。省略WHERE子句，则删除全部记录。

  ]删除部分记录

  ]删除全部记录

3.4.4 数据查询语句

数据查询是MySQL语句的核心。MySQL语句提供了强大的、比较复杂的一个SELECT数据查询语句，可以有效地对一个或多个表进行检索和显示数据。具有使用灵活、简洁、功能强大等优点。

      1.SELECT语句基本格式

SELECT[ALL*｜*｜ [DISTINCT] 列名表达式 [，列名表达式 AS 标识符…]

FROM 表名1 [连接 表名2 ON 连接条件] […]

[WHERE 条件表达式 ]

[GROUP BY 列名 HAVING 条件表达式 ]]

[ORDER BY 列名[ASC｜DESC]];

说明：

  ]ALL*或*：查询结果是满足条件的全部记录。

  ]DISTINCT：查询结果是不包含重复行的所有记录。

  ]列名表达式：使用逗号分开的各项，这些项可以是列、常数或系统内部的函数。

  ] AS 标识符：是为列名表达式指定新的列名,新列名应符合MySQL规定的命名规则, 标识符只在当前语句中有效。

  ]FROM表名：说明查询的数据源，可以是单个表，也可以是多个表。

  ]WHERE条件表达式：条件表达式可以是关系表达式或逻辑表达式。查询结果是表中满足条件表达式的记录集。

  ]GROUP BY列名 ：查询结果是按列名分组的记录集。

  ]HAVING条件表达式：必须与GROUP BY组合使用，用来限定分组必须满足的条件。

  ]ORDER BY列名：查询结果是按某一列值排序。

  ]ASC｜DESC：必须与ORDER BY组合使用，查询结果是按某一列值ASC（升序）或DESC（降序）排序。

        2.查询语句的执行过程

SELECT语句的执行步骤：

（1）读取FROM子句中基本表或视图，然后对其连接运算。

（2）根据列名子句中，选择指定的列名。

（3）根据WHERE子句中，选择满足条件表达式的记录。

（4）根据GROUP BY子句中，按列的值进行分组，并从这些分组中选择满足HAVING子句中条件的记录。

（5）根据ORDER BY子句中，按指定的列名排序。

3.查询的条件表达式

在SELECT语句基本格式中，查询的条件表达式格式如下：

 列名  运算符  表达式

说明：表达式一般可以由常量、列名和函数等的组合表示，并在具体情况下能够计算出一个结果。为了更好地使用查询的条件表达式，以下主要介绍常用运算符和常用系统函数。

   （1）常用运算符

     运算符是用来连接表达式中各个操作数的符号，其作用是对操作数所进行的运算。MySQL主要支持算术运算符、字符串连接运算符、比较运算符、逻辑运算符和位运算符5种类型，如表3-14和表3-15所示。

（2）常用函数

MySQL提供了丰富的系统函数，其作用是简化用户的操作。常用系统函数包括聚合函数、数学函数、字符串函数、日期和时间函数等，如表3-16、表3-17、表3-18和表3-19所示。

4.简单查询

简单查询是对数据库中的一个表进行查询。

（1）按指定列查询

]查询所有记录：

SELECT  *  FROM  student;

或：

SELECT  ALL  *  FROM  student;

]查询指定列记录：

SELECT   sname,sage,sdept  FROM  student;

（2）除去列的重复值

（3）条件查询

（4）统计查询

（5）分组查询

（6）排序查询

5.连接查询

以上介绍的查询都是针对一个表进行，但实际应用中常常需要从多个表中查找信息。多表连接查询是从两个或两个以上的表同时进行的查询。连接查询包括内连接、外连接和交叉连接。由于交叉连接结果没有实际意义，因此本节主要介绍内连接。

内连接是在两个表中选择满足连接条件的记录，组成一个新记录集合。

内连接基本格式：

FROM   表名1   [INNER] JOIN   表名2   ON   连接条件

其中，连接条件的基本格式：

[表名1 ].[列名1 ] 比较运算符 [表名2 ].[列名2 ]

注意：连接条件中的连接列必须是相同的列值。

说明：如果表名1中有M个记录，记录序列号为1～M；表名2中有N个记录，记录序列号为1～N，表名1和表名2的连接结果表有L个记录，记录序列号为1～L。

连接操作过程：

首先取表名1中的第1条记录（M=1），然后对表名2从头开始扫描，逐一查找满足连接条件的记录，找到后就将表名1中的第1条记录与该记录连接起来，形成结果表中的一条记录（L=1），继续在表名2中查找，在表名2全部查找完毕后（L≤N）；再取表名1中的第2记录（M=2），然后再对表名2从头开始扫描，逐一查找满足连接条件的记录，找到后就将表名1中的第2条记录组与该记录连接起来，形成结果表中的第二条记录（第L记录序列号≤N+1）。 

重复这个过程，直到表名1中的全部记录都处理完毕，则结果表中的记录总数为L≤M*N。

当比较运算符为等号“=”时，称为等值连接。在MySQL中使用设计视图创建多表查询时，系统自动生成的MySQL语句都是内连接。

6.嵌套查询                                                                   

在MySQL中，一个“SELECT  FROM  WHERE”语句称为一个查询块。嵌套查询是指在查询语句“SELECT… FROM… WHERE”中嵌入一个查询块（子查询）。也就是子查询也是“SELECT… FROM… WHERE”语句组成。子查询可以代替SELECT语句中WHERE或HAVING子句的表达式。

（1）WHERE与子查询基本格式：                          

WHERE  列名   操作运算符   子查询                 

说明：

]操作运算符包括比较运算符、IN和NOT IN等。

]IN：表示如果列值与子查询返回的集合中某个值相等，则WHERE的结果为真；如果列值与子查询返回的集合中所有值不相等，则WHERE的结果为假。

]IN与NOT IN正相反。

（2）嵌套查询的操作过程：

先执行子查询，然后在子查询的结果基础上再执行外层查询。子查询返回的结果是一个集合。