第3章關(guān)系數(shù)據(jù)庫與SQL語言

3.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)3.2關(guān)系代數(shù)3.3擴展的關(guān)系代數(shù)3.4數(shù)據(jù)庫的修改操作3.5SQL3.6查詢優(yōu)化技術(shù)習(xí)題關(guān)系模型是目前最重要的一種數(shù)據(jù)模型。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)組織、管理方式的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。1970年美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd首次提出了關(guān)系模型，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫關(guān)系方法和關(guān)系代數(shù)理論的研究領(lǐng)域，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

20世紀80年代以來，計算機軟件廠商紛紛推出各自的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其中涌現(xiàn)出許多性能良好的商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(簡稱RDBMS)，如著名的SQLServer、DB2、Oracle、Ingres、Sybase和Informix等關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。隨著關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的發(fā)展和成熟，數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴大?？梢哉f，目前所有主流的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域都離不開關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，而非關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的產(chǎn)品也大都支持關(guān)系模型或擴展關(guān)系模型。本章先學(xué)習(xí)關(guān)系模型的理論基礎(chǔ)，了解關(guān)系模型的數(shù)據(jù)表示方法；然后介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢語言。3.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)在關(guān)系模型中，無論是實體還是實體之間的聯(lián)系均由單一的結(jié)構(gòu)類型——關(guān)系(表)來表示。關(guān)系模型是建立在關(guān)系代數(shù)基礎(chǔ)上的面向集合操作的數(shù)據(jù)模型，這里將從集合論角度給出關(guān)系模型的形式化定義。關(guān)系數(shù)據(jù)庫是若干表的集合，每個表有唯一的名字。表的每一行數(shù)據(jù)代表現(xiàn)實世界的一個實體或者一個關(guān)聯(lián)。一個表就是一個實體集或一個關(guān)聯(lián)集。3.1.1基本關(guān)系結(jié)構(gòu)首先通過一個超市銷售系統(tǒng)的實例介紹關(guān)系模型。表3.1給出了超市銷售系統(tǒng)的“營業(yè)員”表，其中存放所有營業(yè)員的信息。該表有3列：工號、姓名和出生年月，每一列稱為一個屬性。每個屬性對應(yīng)一個定義取值范圍的集合，稱為該屬性的域。例如，屬性“姓名”的域是長度為4個漢字的字符串的集合。如果用D1表示營業(yè)員工號的域，用D2表示營業(yè)員姓名的域，用D3表示營業(yè)員出生年月的域?！盃I業(yè)員”表的每一行都是一個三元組(v1，v2，v3)，其中v1是營業(yè)員工號(v1在域D1中)，v2是營業(yè)員姓名(v2在域D2中)，v3是營業(yè)員出生年月(v3在域D3中)。通常，一個超市銷售系統(tǒng)的“營業(yè)員”表是集合D1×D2×D3的一個有實際意義的子集。一般地說，有n個屬性的表是D1×D2×…×Dn-1×?Dn的一個子集，D1×?D2×…×Dn-1×Dn在數(shù)學(xué)上定義為域D1、D2、…、Dn-1、Dn上的笛卡爾積。關(guān)系就是定義在一系列域上的笛卡爾積的子集。可見，表實際上就是關(guān)系，因此可以用數(shù)學(xué)名詞關(guān)系和元組來代替表和行?！盃I業(yè)員”表也可以稱為“營業(yè)員”關(guān)系。元組變量就是代表元組的變量，即存放關(guān)系的一個元組的變量。表3.1“營業(yè)員”表如表3.1所示，“營業(yè)員”關(guān)系中共有8個元組。設(shè)元組變量t指向關(guān)系中的第一個元組，那么t?[工號]?表示t在“工號”屬性上的值。當前t?[工號]?的值是“001”，t?[姓名]?的值是“金文”。也可以用t?[1]?來表示元組t的第一個屬性(工號)上的值，t?[2]?表示元組t的第二個屬性上的值，等等。因為關(guān)系是元組的集合，所以可以用數(shù)學(xué)上tR表示元組t在關(guān)系R中。由于關(guān)系是元組的集合，所以元組在關(guān)系中出現(xiàn)的順序是無關(guān)緊要的。表3.2和表3.1所表示的關(guān)系是一樣的，因為它們是包含相同元組的集。表3.2具有無序元組的“營業(yè)員”關(guān)系對于所有關(guān)系R，要求它的每個屬性都是原子的。如果某個屬性是不可分的最小單元，則稱其是原子的。如果“出生年月”屬性定義為長度為6的字符串，那么其就是原子的；相反，如果“出生年月”定義為“年”+“月”，那么其就不是原子的。關(guān)系模型允許幾個屬性屬于相同的域。注意：空值NULL是一個特殊的值，表示值未知或不存在，其存在于所有的域?？罩禃o數(shù)據(jù)庫訪問和更新帶來很多困難，所以要盡量避免使用空值。3.1.2數(shù)據(jù)庫模式數(shù)據(jù)庫模式(DataBaseSchema)是數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計，是由數(shù)據(jù)庫所包含的所有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、其間關(guān)系和約束條件組成的框架。數(shù)據(jù)庫實例(DataBaseInstance)是給定時刻數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一個快照，即在給定時刻在某種數(shù)據(jù)庫模式下的全體數(shù)據(jù)的集合。因而數(shù)據(jù)庫設(shè)計就是數(shù)據(jù)庫模式的設(shè)計。關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式是基于關(guān)系模式的。關(guān)系模式(RelationSchema)是型，關(guān)系是值，關(guān)系模式是對關(guān)系的描述，它包括屬性序列、屬性來自的域、屬性與域之間的映像關(guān)系、元組語義描述以及完整性約束條件、屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的集合。關(guān)系模式可以形式化地表示為

R(U，D，DOM，F(xiàn))其中R是關(guān)系名，U是組成該關(guān)系的屬性的集合，D是屬性組U中屬性取值的域，DOM是屬性到域的映像規(guī)則的集合，F(xiàn)是屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的集合。關(guān)系模式定義的四元組中，D、DOM、F三個部分在關(guān)系運算理論研究中非常重要，其作用將在后續(xù)各章體現(xiàn)，但在本章的論述中用處不多，所以本章將關(guān)系模式簡記為R(U)或R(A1，A2，…，An)，其中R是關(guān)系名，A1，A2，…，A是屬性名，這里有U?=?(A1，A2，…，A)。這里n稱為關(guān)系的元數(shù)，具有n個屬性的關(guān)系稱為n元關(guān)系。例如，表3.3給出的“銷售”關(guān)系的關(guān)系模式可以記為：銷售(工號，商品代碼，銷售數(shù)量)，從中可以看出關(guān)系模式是對關(guān)系的描述，是靜態(tài)的、穩(wěn)定的。關(guān)系是關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容值，是動態(tài)、隨時間不斷變化的。表3.3?“銷售”關(guān)系關(guān)系實例的概念對應(yīng)于程序設(shè)計語言中變量的值的概念，給定變量的值隨著時間的推移發(fā)生變化，當關(guān)系被更新時，關(guān)系實例的內(nèi)容也隨時間發(fā)生了變化。通常簡單地用“關(guān)系”指代“關(guān)系實例”。如表3.3的所有數(shù)據(jù)展示了關(guān)系模式“銷售(工號，商品代碼，銷售數(shù)量)”在某一時刻的一個關(guān)系實例。下面介紹幾個術(shù)語。

(1)候選碼：如果關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性組為侯選碼。候選碼的諸屬性稱為主屬性(PrimeAttribute)，不包含在任何侯選碼中的屬性稱為非主屬性(Non-PrimeAttribute)。在簡單的情況下，候選碼只包含一個屬性。

(2)全碼(All-key)：關(guān)系模式的所有屬性組都是這個關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼(All-key)。若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼。

(3)外碼、參照關(guān)系、被參照關(guān)系：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼KS相對應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外碼，基本關(guān)系R稱為參照關(guān)系(ReferencingRelation)，基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系(ReferencedRelation)或目標關(guān)系(TargetRelation)。關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系，目標關(guān)系S的主碼KS和參照關(guān)系的外碼F必須定義在同一個(或一組)域上，外碼并不一定要與相應(yīng)的主碼同名。當外碼與相應(yīng)的主碼屬于不同關(guān)系時，往往取相同的名字，以便于識別。

(4)模式圖：表示一個含有主碼和外碼依賴的數(shù)據(jù)庫模式的圖。例如一個“銷售”數(shù)據(jù)庫的E-R圖如圖3.1所示，圖3.2展示了該“銷售”數(shù)據(jù)庫的模式圖。圖中，每一個關(guān)系用矩形來表示，矩形內(nèi)列出屬性，矩形上面是關(guān)系的名字。如果有主碼屬性，用一條橫線將主碼屬性分隔在方框上部。外碼依賴用從參照關(guān)系的外碼屬性到被參照關(guān)系的主碼屬性之間的一個箭頭來表示。圖3.1“銷售”數(shù)據(jù)庫的E-R圖圖3.2“銷售”數(shù)據(jù)庫的模式圖3.1.3查詢語言查詢語言(QueryLanguage)是用戶向數(shù)據(jù)庫請求以獲取信息的語言。這些語言通常比一般的程序設(shè)計語言層次更高。查詢語言可以分為過程化的和非過程化的。在過程語言中，用戶指導(dǎo)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行一系列操作以計算所需的結(jié)果。在非過程語言中，用戶只需描述所需信息，而不用給出獲取該信息的具體過程。大多數(shù)商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的查詢語言中既包含過程化的部分，又包含非過程化的部分。常見的查詢語言有SQL、QBE、Datalog等。3.1.4關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點關(guān)系型數(shù)據(jù)庫最大的特點在于它將每個具有相同屬性的數(shù)據(jù)獨立地存儲在一個表中。對任何一個表而言，用戶可以新增、刪除、修改表中任何一行的數(shù)據(jù)，而不會影響表中其他的數(shù)據(jù)。它解決了層次型數(shù)據(jù)體橫向關(guān)聯(lián)不足的缺點，也避免了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)過于復(fù)雜的問題。關(guān)系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點：

(1)關(guān)系模型與非關(guān)系模型不同，它是建立在嚴格數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。

(2)關(guān)系模型的概念單一。無論實體還是實體之間的關(guān)聯(lián)都用關(guān)系表示。數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系(即表)，因此，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用戶易懂易用。

(3)關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨立性和更好的安全保密性，也簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)的工作。關(guān)系數(shù)據(jù)模型誕生以后發(fā)展迅速，深受用戶的喜愛。當然，關(guān)系數(shù)據(jù)模型也有缺點，其最主要的缺點是，由于存取路徑對用戶透明，查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化，這增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度。3.2關(guān)系代數(shù)任何一種運算都是將一定的運算符作用于一定的運算對象上，得到預(yù)期的運算結(jié)果。所以運算對象、運算符、運算結(jié)果是運算的三大要素。關(guān)系代數(shù)的運算對象是關(guān)系，運算結(jié)果亦為關(guān)系。關(guān)系代數(shù)是以集合代數(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，它是以關(guān)系為運算對象的一組高級運算的集合。它包括一個運算的集合，這些運算以一個或兩個關(guān)系為輸入，產(chǎn)生一個新的關(guān)系作為結(jié)果。關(guān)系代數(shù)為關(guān)系模型操作提供了一個形式化基礎(chǔ)，因而關(guān)系代數(shù)被看做是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)中實現(xiàn)和優(yōu)化查詢的基礎(chǔ)。RDBMS的SQL標準查詢語言中結(jié)合了關(guān)系代數(shù)中的一些概念。3.2.1基本運算在關(guān)系代數(shù)中，選擇、投影和更名運算都是對單一關(guān)系進行運算的關(guān)系操作，稱為一元運算。

1．選擇運算選擇(Selection)運算是根據(jù)某些條件對關(guān)系進行水平查詢，提取出符合條件的元組。查詢的條件用命題公式F表示；F是選擇謂詞表達式，其中的運算對象是常量(用引號括起來)或元組分量(屬性名或列的序號)，其中的運算符有算術(shù)比較運算符(＜，≤，＞，≥，＝，≠，這些符號統(tǒng)稱為θ符)和邏輯運算符(∧，∨，?)；這里?{＜，≤，＞，≥}?適用于域是有序值的屬性，如數(shù)值域或日期域。如果屬性域是無序值的集合，那么只能使用集合?{＝，≠}。用σ表示選擇，將條件表達式寫為σ的下標，那么關(guān)系R關(guān)于選擇謂詞F的選擇操作表示為σF(R)，其形式化的定義如下：σF(R)?=?{t│t∈R∧F(t)?=?true}

例3.1“商品”關(guān)系如表3.4所示，若要在其中選擇生產(chǎn)商為“四川長虹電器有限公司”的元組。用選擇運算可以表示為σ生產(chǎn)商=“四川長虹電器有限公司”

(商品)表3.4“商品”關(guān)系本例選擇操作所產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.5所示。如果進一步“查找銷售價格大于1500元的所有元組”，則可以表示為σ銷售價格＞1500(商品)。通常允許在選擇謂詞中進行比較，使用的是＝，≠，＜，≤，＞和≥，還可以用連詞and(∧)，or(∨)和not(?)將多個謂詞合并為一個較大的謂詞。如果查找“銷售價格大于1500，并由四川長虹電器公司生產(chǎn)的商品”，則可以表示為σ生產(chǎn)商=“四川長虹電器有限公司”∧銷售價格＞1500(商品)表3.5σ生產(chǎn)商=“四川長虹電器有限公司”

(商品)的結(jié)果

2．投影運算投影(Projection)是對一個關(guān)系進行垂直分割，消去某列，并重新安排列的順序，再刪去重復(fù)元組。投影用π表示，將希望在操作結(jié)果中出現(xiàn)的屬性組作為π的下標，作為參數(shù)的關(guān)系放在π后的括號中。設(shè)有k元關(guān)系R(A1，A2，…，Ak)，R在其分量(m≤k，i1，…，im為1到k之間的整數(shù))上的投影用表示，它是從R中選擇若干屬性列組成的一個m元關(guān)系。其形式化定義如下：

例3.2

列出“商品”關(guān)系中“所有商品代碼及銷售價格”可以表示為π商品代碼，銷售價格(商品)。投影操作所產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.6所示。表3.6商品代碼和銷售價格

3．并運算(Union)設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的元數(shù)n(即兩個關(guān)系都有n個屬性)，且相應(yīng)的屬性取自同一個域，則關(guān)系R和關(guān)系S的并是由屬于R或?qū)儆赟的元組組成的關(guān)系。其結(jié)果仍為n元關(guān)系。記為R∪S。其形式化定義如下：R∪S?=?{t│t?∈R∨t∈S}其中，t是元組變量，R和S的元數(shù)相同。兩個關(guān)系的并運算是將兩個關(guān)系中的所有元組構(gòu)成一個新關(guān)系。并運算要求兩個關(guān)系屬性的性質(zhì)必須一致而且并運算的結(jié)果要消除重復(fù)的元組。要使并運算R∪S有意義，需要以下兩個條件同時成立：

(1)關(guān)系R和S必須是同元的，即它們的屬性數(shù)目必須相同；

(2)對所有的t，R的第t個屬性的域必須和S的第t個屬性的域相同。

例3.3

查詢銷售了T002和T006商品的營業(yè)員的工號。需要將銷售了T002和銷售了T006的員工集合并起來。具體可以表示為π工號(σ商品代碼=“T002”(銷售)∪σ商品代碼=“T006”(銷售))“銷售”關(guān)系，如前面的表3.3所示，則查詢所產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.7所示。表3.7例3.3查詢結(jié)果

4．差運算設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的元數(shù)n，且相應(yīng)的屬性取自同一個域，則關(guān)系R和關(guān)系S的差由屬于R而不屬于S的所有元組組成。其結(jié)果仍為n元關(guān)系。記為R?－?S。其形式化定義如下：R?－?S?=?{t?|?t∈R∧t

S}

例3.4

查詢所有未銷售商品的營業(yè)員的工號。該查詢可以用差運算來表示：π工號(營業(yè)員)?－?π工號(銷售)關(guān)系“營業(yè)員”和“銷售”參見表3.1和表3.3，則查詢所產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.8所示。表3.8未銷售商品的營業(yè)員

5．關(guān)系的笛卡兒積(CartesianProduct)設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S的元數(shù)分別為r和s，定義關(guān)系R和關(guān)系S的笛卡兒積R?×?S是一個(r+s)元關(guān)系，所得關(guān)系的每個元組的前r個分量(屬性值)來自R的一個元組，后s個分量來自S的一個元組，記為R?×?S。其形式化定義如下：R?×?S?=?{trts?|?tr∈R∧ts∈S}若R有n個元組，S有m個元組，則R?×?S有n?×?m個元組，n?×?m稱為該笛卡兒積的基數(shù)。為了簡化描述笛卡爾積的概念，需要構(gòu)造“銷售”關(guān)系的子關(guān)系，取名“銷售子關(guān)系”，該構(gòu)造的關(guān)系代數(shù)操作為σ工號=“003”∧工號=“004”(銷售)，所得操作結(jié)果如表3.9所示。表3.9銷售子關(guān)系

例3.5求解“商品”關(guān)系和“銷售”子關(guān)系的笛卡兒積。關(guān)系“銷售”和“商品”的笛卡兒積的關(guān)系模式可以表示為

(銷售.工號，銷售.商品代碼，銷售.銷售日期，銷售.銷售數(shù)量，商品.商品代碼，商品.商品名稱，商品.生產(chǎn)商，商品.銷售價格)用“.”分級的模式，可以區(qū)別“銷售.商品代碼”和“商品.商品代碼”。對只在兩個關(guān)系模式之一中出現(xiàn)的屬性，通常省略其關(guān)系名前綴，所以可以將上述的關(guān)系模式簡寫為

(工號，銷售.商品代碼，銷售日期，銷售數(shù)量，商品.商品代碼，商品名稱，生產(chǎn)商，銷售價格)參與笛卡兒積運算的關(guān)系的名字必須不同?！吧唐贰标P(guān)系和“銷售”子關(guān)系的笛卡兒積如表3.10所示。表3.10“商品”關(guān)系和“銷售”子關(guān)系的笛卡兒積3.2.2擴展運算關(guān)系代數(shù)的基本運算足以表達任何關(guān)系代數(shù)查詢。但是不能局限于基本運算，因為某些常用查詢表達出來會顯得冗長，所以需要定義一些擴展運算，可以簡化一些常用的查詢。

1．交運算用“∩”表示關(guān)系交運算。設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的元數(shù)n，且相應(yīng)的屬性取自同一個域。關(guān)系R和關(guān)系S的交記為R∩S，其結(jié)果仍為n元的關(guān)系，是由既屬于R又屬于S的元組成。其形式化定義如下：R∩S?=?{t│t∈R∧t∈S}其中，t是元組變量，R和S的元數(shù)相同。關(guān)系的交也可以用關(guān)系的差來表示，即：R∩S

=

R

－

(R

－

S)或R∩S

=

S

－

(S

－

R)

例3.6查詢既銷售了T002商品又銷售了T003商品的營業(yè)員的工號。在“銷售”關(guān)系中分別求出銷售了T002和T003商品的銷售子關(guān)系，然后用交運算求解。π工號(σ商品代碼=“T002”(銷售)∩σ商品代碼=“T003”(銷售))運算產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.11所示。表3.11例3.6操作結(jié)果

2．自然連接運算對有些要用到笛卡兒積的查詢進行簡化常常是必要的。自然連接運算(Naturaljoin)，可以將某些選擇和笛卡兒積運算合并為一個運算。“連接”用符號“??”來表示。自然連接是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進行比較的分量必須是相同的屬性組，并且要在結(jié)果中把重復(fù)的屬性去掉。自然連接運算首先形成它的兩個關(guān)系的笛卡兒積，然后基于兩個關(guān)系模式中都出現(xiàn)的屬性上的相等性進行選擇，最后還要去除重復(fù)屬性。盡管自然連接的定義很復(fù)雜，使用起來卻很方便。自然連接具體計算過程如下：

(1)計算R?×?S。

(2)設(shè)R和S的公共屬性是A1，…，Ak，挑選R?×?S中滿足R.A1?=?S.A1，…，R.Ak

=?S.Ak的那些元組。

(3)去掉S.A1，…，S.Ak這些列(保留R.A1，…，R.Ak列)。自然連接的形式化定義如下：

R???S?=?πR∪S其中R∪S表示由關(guān)系R和S的屬性構(gòu)成的集合。例3.7

查詢所有銷售人員的工號及銷售的商品代碼和銷售價格?？梢杂米匀贿B接表示該查詢：π工號，商品代碼，銷售價格(銷售???商品)“銷售”、“商品”關(guān)系，如前面的表3.3和表3.4所示。則查詢所產(chǎn)生的結(jié)果關(guān)系如表3.12所示。表3.12π工號，商品代碼，銷售價格(銷售??商品)

3．除(Division)運算

R、?S是兩個關(guān)系且S?R，R與S的除法是寫為R?÷?S的二元關(guān)系，其結(jié)果是模式R?-?S(結(jié)果關(guān)系的屬性僅僅取自于關(guān)系R的屬性)上的關(guān)系，并且結(jié)果關(guān)系中的元組與S中的元組的所有組合構(gòu)成的元組都存在于R中。除法的形式定義如下：

R÷S={t?[a1，…，an]?|?t∈R∧?s∈S((t[a1…，an]∪s)∈R)}其中a1，…，an是R的屬性名字的集合并且不屬于S的屬性集合，通常要求在S的屬性集合是R的屬性集合的子集，否則運算的結(jié)果永遠為空。

例3.8求表3.13所示“關(guān)系R”和表3.14所示“關(guān)系S”的除法。

R÷S除法產(chǎn)生的關(guān)系如表3.15所示。如果關(guān)系S包含了康佳集團的的所有產(chǎn)品，則這個除法的結(jié)果精確地包含了銷售過康佳集團所有產(chǎn)品的銷售人員。表3.13關(guān)系R

表3.14關(guān)系S表3.15關(guān)系R÷S3.3擴展的關(guān)系代數(shù)在關(guān)系代數(shù)運算的發(fā)展過程中，基本的關(guān)系代數(shù)具有一定的局限性，為了進一步方便用戶，增強檢索功能，需要引進擴展的關(guān)系代數(shù)。這里主要包括廣義投影、聚集運算、外連接等運算。

3.3.1廣義投影廣義投影運算通過允許在投影列表中使用代數(shù)函數(shù)來對投影進行擴展。投影操作是對一個關(guān)系進行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的順序，再刪去重復(fù)元組。其運算形式定義如下：其中，E是任意關(guān)系代數(shù)表達式，而F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n中的每一個都是涉及常量以及E的模式中屬性的算數(shù)表達式。特別地，算術(shù)表達式可以僅僅是個屬性或常量。在制作列中需要產(chǎn)生計算值的報表時，這個操作可以作為一個幫助性的操作。

例3.9根據(jù)表3.1“營業(yè)員”關(guān)系中的出生年份，通過當前所在年份，計算出營業(yè)員的年齡。其廣義投影運算可以表示為π工號，姓名，出生年份，(2009-出生年份)(營業(yè)員)表達式“2009-出生年份”產(chǎn)生的屬性沒有名字，可以通過對廣義投影的結(jié)果重命名的方式給它一個名字。屬性更名可以與廣義投影相結(jié)合，具體表示為π工號，姓名，出生年份，(2009-出生年份)as年齡

(營業(yè)員)這個廣義投影的第四個屬性被命名為年齡。對表3.1應(yīng)用上述運算，得到的結(jié)果如表3.16所示。表3.16

工號，姓名，出生年份，(2009-出生年份)as年齡

(營業(yè)員)3.3.2聚集運算在數(shù)據(jù)庫處理中，經(jīng)常需要計算總數(shù)、平均值、最大值等聚集操作，所以查詢系統(tǒng)提供了對數(shù)據(jù)的聚集運算。

1．聚集函數(shù)(AggregateFunction)聚集函數(shù)通常對一個輸入集合進行計算，然后將單一值作為結(jié)果返回。有時，在計算聚集函數(shù)前，還必須去除重復(fù)值。去除重復(fù)值，仍然使用所需的聚集函數(shù)名，但用連字符將“Distinct”附加在函數(shù)名后。常用的聚集函數(shù)如表3.17所示。表3.17常用的聚集函數(shù)

2．聚集運算(AggregateOperation)聚集運算g的形式定義如下：其中E是任意關(guān)系代數(shù)表達式，G1，G2，…，Gn是用于聚集分組的一系列屬性；每個Fi是一個聚集函數(shù)，每個Ai是一個屬性名。該運算的含義是：表達式E中的元組被分成若干組，使得同一組中所有元組在G1，G2，…，Gn上的值相同，而不同組中元組在G1，G2，…，Gn上的值不同。例3.10參照表3.3“銷售”關(guān)系，按照“工號”對商品代碼元組分組，這樣每個分組將包含同一個營業(yè)員賣出的不同商品代碼的商品。接著可以計算出每一個工號所對應(yīng)的銷售數(shù)量的平均值。該運算可以表示為工號gavg(銷售數(shù)量)(銷售)聚集分組中間結(jié)果如表3.18所示。但這不是聚集計算的最終結(jié)果，最終結(jié)果需要去掉無用的列和重復(fù)的元組。該運算的最終結(jié)果如表3.19所示。表3.18聚集分組中間結(jié)果表3.19聚集運算結(jié)果3.3.3外連接連接又叫內(nèi)連接(InnerJoin)，它可以保證兩個表中所有的行都滿足連接條件，這使它具有局限性。在一些應(yīng)用中，需要使用外連接(OuterJoin)。在外連接中，某些不滿足條件的列也會顯示出來，也就是說，只限制一個表中的行，而不限制另外一個表中的行。這種連接形式在許多情況下是非常有用的。外連接運算是連接運算的擴展，可以處理缺失的信息。使用外連接運算可以避免信息丟失。外連接只能用于兩個表，它改變了兩張表的數(shù)據(jù)匹配方式。外連接特別描述了當一張表中的值在另一張表中不出現(xiàn)時該如何處理的問題。

1．外連接的分類外連接可以是左外連接(LeftJoin或LeftOuterJoin)、右外連接(RightJoin或RightOuterJoin)或全外連接(FullOuterJoin或FullJoin)。這3種形式的外連接都需要計算連接，然后在連接結(jié)果上附加額外的元組。

1)左外連接左外連接的結(jié)果集中包含LEFTOUTER子句中指定的左表的所有行，而不僅僅是連接屬性所匹配后得到的行。如果左表的某行在右表中沒有相應(yīng)的匹配行，則在左外連接的結(jié)果集中添加一個特殊元組，該元組左半部分由左表的未匹配的元組構(gòu)成，而其右半部分由對應(yīng)右表的一個空行構(gòu)成。

2)右外連接右外連接和左外連接相反，其結(jié)果將返回右表的所有行，如果右表的某行在左表中沒有匹配行，則將其與左表一個空行組合成一個結(jié)果元組。

3)全外連接全外連接返回左表和右表中的所有行。當某行在另一個表中沒有匹配行時，則將其與一個空行匹配構(gòu)成一個結(jié)果元組。

4)內(nèi)連接與外連接的區(qū)別內(nèi)連接消除了與另一個表中的任何行不匹配的行。注意：使用外連接必須小心，特別是全外連接。兩張沒有公共數(shù)據(jù)的規(guī)模比較大的表的連接結(jié)果十分巨大且沒有意義。

2．外連接實例

例3.11

查詢所有銷售人員的個人信息及其銷售信息。如果內(nèi)連接可以表示為：營業(yè)員??銷售，這時查詢結(jié)果如表3.20所示。從表3.20可知，營業(yè)員李冰、趙欣、趙潔和王小川已經(jīng)丟失，可見內(nèi)連接已經(jīng)不能滿足查詢需求?？梢杂米笸膺B接實現(xiàn)這個查詢，查詢結(jié)果如表3.21所示。表3.20內(nèi)連接的查詢結(jié)果表3.21營業(yè)員和銷售的左外連接的結(jié)果3.4數(shù)據(jù)庫的修改操作本節(jié)討論數(shù)據(jù)庫添加、刪除和修改等運算操作。3.4.1數(shù)據(jù)刪除刪除操作形式定義如下：R?←?R?–?E，其中R是關(guān)系而E是關(guān)系代數(shù)查詢。下面列舉幾個關(guān)系代數(shù)中刪除請求的例子。

例3.12在“營業(yè)員”關(guān)系中刪除李冰的所有記錄。營業(yè)員?←?營業(yè)員?-?σ姓名=“李冰”(營業(yè)員)

例3.13刪除銷售價格在0～1000之間的所有商品。商品?←?商品?～?σ銷售價格>=0∧銷售價格<=1000(商品)

例3.14刪除營業(yè)員張杰所銷售的所有商品。R?←σ姓名=“張杰”(營業(yè)員?????銷售)S?←π商品代碼(R)商品?←?商品?-?σ銷售代碼∈S(商品)3.4.2數(shù)據(jù)插入向關(guān)系中插入數(shù)據(jù)，可以插入一個元組，也可以插入一個查詢結(jié)果的集合。插入操作在關(guān)系代數(shù)中的形式定義如下：R←R∪E其中R是關(guān)系，E是關(guān)系代數(shù)表達式。如果E是只包含一個元組的常量，就表示向關(guān)系中插入單個元組。

例3.15向銷售關(guān)系中插入營業(yè)員金文銷售了10臺T002的信息。該插入操作可以表示為V?←π工號(σ姓名=“金文”(營業(yè)員))營業(yè)員?←?營業(yè)員∪{(V，T002，10)}

例3.16查詢所有已經(jīng)銷售的商品的基本信息、銷售數(shù)量以及相應(yīng)銷售人員的信息，并把查詢結(jié)果形成新的查詢關(guān)系。該查詢可以表示為R?←?(商品???銷售???營業(yè)員)3.4.3數(shù)據(jù)更新在某些情況下，可以用廣義投影運算來改變元組中的某個值，其形式定義如下：

R?←其中，當?shù)趇個屬性不被修改時，F(xiàn)i是R的第i個屬性；當?shù)趇個屬性將被修改時，F(xiàn)i是一個只涉及常量和R的屬性表達式，該表達式給出了此屬性的新值。如果希望選出一些元組并只對這些元組進行修改，可以用下述表達式：

R?←

(σP(R))∪(R?－σP(R))P代表用于選擇需要修改的元組的條件。

例3.17將所有商品價格增加10%，可以表示為商品?←π商品代碼，商品名稱，生產(chǎn)商，銷售價格*1.1(商品)

例3.18將銷售價格超過1500的價格增加5%，其余價格均增加10%。該操作可以表示為商品?←π商品代碼，商品名稱，生產(chǎn)商，銷售價格*1.05(σ銷售價格?>1500(商品))∪π商品代碼，商品名稱，生產(chǎn)商，銷售價格*1.1(σ銷售價格?<=1500(商品))3.5SQL

SQL是英文StructuredQueryLanguage的縮寫，譯為結(jié)構(gòu)化查詢語言，是一種介于關(guān)系代數(shù)與關(guān)系運算之間的語言，目前已成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言。SQL語言之所以能夠為用戶和業(yè)界所接受，成為國際標準，是因為它是一個綜合、通用、功能極強同時又簡潔易學(xué)的語言。SQL語言集數(shù)據(jù)查詢(DataQuery)、數(shù)據(jù)操縱(DataManipulation)、數(shù)據(jù)定義(DataDefinition)和數(shù)據(jù)控制(DataControl)功能于一體，充分體現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點和優(yōu)點。下面介紹SQL語言的主要特點。

1．一體化

SQL語言集數(shù)據(jù)定義語言DDL、數(shù)據(jù)操縱語言DML、數(shù)據(jù)控制語言DCL的功能于一體，所以其語言風格統(tǒng)一，可以獨立完成數(shù)據(jù)庫生命周期中的全部活動，包括定義關(guān)系模式、錄入數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫、查詢、更新、維護、數(shù)據(jù)庫重構(gòu)、數(shù)據(jù)庫安全性控制等一系列操作要求，這就為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者提供了友好的環(huán)境。例如用戶在數(shù)據(jù)庫投入運行后，可根據(jù)需要隨時逐步修改模式，而不影響數(shù)據(jù)庫的運行，因此使系統(tǒng)具有良好的可擴充性。

2．高度非過程化非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱語言是面向過程的語言，用其完成某項請求，必須指定存取路徑。而用SQL語言進行數(shù)據(jù)操作，用戶只需提出“做什么”，而不必指明“怎么做”，因此用戶無需了解存取路徑，存取路徑的選擇以及SQL語句的操作過程由系統(tǒng)自動完成。這不但大大減輕了用戶負擔，而且有利于提高數(shù)據(jù)獨立性。

3．簡潔

SQL語言功能極強，設(shè)計巧妙，語言十分簡潔，完成數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制的核心功能只用了9個動詞：CREATE、DROP、SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、GRANT、REVOKE；而且SQL語言語法簡單，接近英語口語，因此容易學(xué)習(xí)、容易使用。

4．能以多種方式使用

SQL語言既是自含式語言，又是嵌入式語言。作為自含式語言，它能夠獨立地用于聯(lián)機交互的使用方式，用戶可以在終終端鍵盤上直接鍵入SQL命令對數(shù)據(jù)庫進行操作。作為嵌入式語言，SQL語句能夠嵌入到高級語言(例如C、C++、JAVA)程序中，供程序員設(shè)計程序時使用。在兩種不同的使用方式下，SQL語言的語法結(jié)構(gòu)基本上是一致的。這種以統(tǒng)一的語法結(jié)構(gòu)提供兩種不同的使用方式的做法，為用戶提供了極大的靈活性與方便性。

5．面向集合的操作方式

SQL語言采用集合操作方式，不僅查找結(jié)果可以是元組的集合，而且一次插入、刪除、更新操作的對象也是元組的集合。3.5.1SQL基本結(jié)構(gòu)

SQL的功能分成4部分：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制。SQL語言的動詞如表3.22所示。本節(jié)將使用連鎖超市數(shù)據(jù)庫中的3個關(guān)系來學(xué)習(xí)SQL的用法。表3.23～3.25分別代表營業(yè)員、銷售和商品3個關(guān)系。為了描述SQL需要，這里定義的3個關(guān)系與表3.1、表3.4、表3.5所示的有所不同。表3.22SQL語言的主要動詞表3.23“營業(yè)員”表

表3.24“銷售”表表3.25“商品”表

1．數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和刪除

(1)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的語法格式如下：CREATEDATABASE<數(shù)據(jù)庫名>；其中，CREATEDATABASE是關(guān)鍵字，本書后面的關(guān)鍵字均用大寫字母書寫。SQL以“；”作為語句分割符，表示一個SQL語句結(jié)束。例3.19

建立“超市”數(shù)據(jù)庫。代碼如下：CREATEDATABASE超市；

(2)刪除數(shù)據(jù)庫的語法格式如下：DROPDATABASE<數(shù)據(jù)庫名><CASCADE|RESTRICT>其中，若使用CASCADE(級聯(lián))，則在刪除數(shù)據(jù)庫的同時把該數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)庫對象全部刪除；若使用RESTRICT(限制)，則該數(shù)據(jù)庫中如果定義了下屬的數(shù)據(jù)庫對象(如表、視圖等)，會拒絕該刪除語句的執(zhí)行。只有當該數(shù)據(jù)庫中沒有任何下屬的對象時才能執(zhí)行刪除操作。

例3.20刪除“超市”數(shù)據(jù)庫，同時刪除該數(shù)據(jù)庫中所定義的表。該操作的代碼如下：DROPDATABASE超市CASCADE；

2．基本表的定義在SQL中關(guān)系稱為“表”、元組稱為“行”、屬性稱為“列”。有時“表”也稱為基本表。

1)創(chuàng)建基本表創(chuàng)建表的語法格式如下:

CREATETABLE<表名>

(<列名><數(shù)據(jù)類型>[<列級完整性約束條件>]

[，<列名><數(shù)據(jù)類型>[<列級完整性約束條件>]]…

[，<表級完整性約束條件>])；其中，如果完整性約束條件涉及到該表的多個屬性列，則必須定義在表級上，否則既可以定義在列級上也可以定義在表級上。

例3.21在“超市”數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建“營業(yè)員”、“商品”和“銷售”3個表。該創(chuàng)建操作的代碼如下：

CREATETABLE營業(yè)員

(工號CHAR(6)PRIMARYKEY，姓名CHAR(6)，工作年月CHAR(8)，出生年月CHAR(8)，聯(lián)系電話CHAR(8))；

CREATETABLE商品

(商品代碼CHAR(6)PRIMARYKEY，商品名稱CHAR(20)，生產(chǎn)商CHAR(20)，銷售價格FLOAT(2)，生產(chǎn)日期DATETIME)；

CREATETABLE銷售

(工號CHAR(6)，商品代碼CHAR(6)，銷售日期DATETIME，銷售數(shù)量INT，

PRIMARYKEY(工號，商品代碼)，

FOREIGNKEY(工號)REFERENCES營業(yè)員(工號)，

FOREIGNKEY(商品代碼)REFERENCES商品(商品代碼))；其中，基本表的每個列是一個原子的數(shù)據(jù)變量，具有一定的數(shù)據(jù)類型和約束條件描述。在創(chuàng)建營業(yè)員表的SQL語句中，“工號CHAR(6)PRIMARYKEY”表示“工號”列是一個長度為6個字符的字符串；PRIMARYKEY是一個約束條件，表示該列是“營業(yè)員”表的主碼。在創(chuàng)建銷售表的SQL語句中，“FOREIGNKEY(工號)REFERENCES營業(yè)員(工號)”定義了表級的約束條件，表示“工號”列是該表的外碼，對應(yīng)于“營業(yè)員”表的工號列。

SQL中域的概念用數(shù)據(jù)類型來實現(xiàn)，定義表的屬性時，需要指明其數(shù)據(jù)類型及長度。表3.26列出了SQL的主要數(shù)據(jù)類型。表3.26SQL主要數(shù)據(jù)類型表

2)修改基本表結(jié)構(gòu)修改基本表的語法格式如下:

ALTERTABLE<表名>

[ADD<新列名><數(shù)據(jù)類型>[完整性約束]]

[DROP<完整性約束名>]

[ALTERCOLUMN<列名><數(shù)據(jù)類型>]；其中，<表名>是要修改的基本表，ADD子句用來向基本表增加一個新列或新的完整性約束條件，DROP子句用于刪除指定的完整性約束條件，ALTERCOLUMN子句用于修改原有列的定義，包括修改列名和數(shù)據(jù)類型。

例3.22向“營業(yè)員”表增加“家庭地址”列。

ALTERTABLE營業(yè)員ADD家庭地址CHAR(10)；例3.23

將“營業(yè)員”表的聯(lián)系電話列的數(shù)據(jù)類型改為整型。

ALTERTABLE營業(yè)員ALTER聯(lián)系電話INT；例3.24

向“商品”表增加“商品名稱必須取唯一值”的約束條件。

ALTERTABLE商品ADDUNIQUE(商品名稱)；

3)刪除基本表刪除基本表的語法格式如下:

DROPTABLE<表名><CASCADE|RESTRICT>其中，若使用CASCADE(級聯(lián))，則在刪除表的同時把相關(guān)的依賴對象全部刪除；若使用RESTRICT(限制)，則如果該表被其他表的約束所引用，或者該表上建立了視圖、觸發(fā)器、存儲過程等，會拒絕該刪除語句的執(zhí)行；缺省時是RESTRICT。

例3.25刪除營業(yè)員基本情況表。

DROPTABLE營業(yè)員CASCADE；

3．索引的建立與刪除建立索引是加快查詢速度的有效手段。用戶可以根據(jù)需要，在基本表上建立一個或多個索引。建立合理的索引，可以加速數(shù)據(jù)的檢索過程。

SQLServer采用B-?樹結(jié)構(gòu)的索引，根據(jù)索引的順序與數(shù)據(jù)表的物理順序是否相同可以分為：聚集索引(ClusteredIndex)和非聚集索引(NonclusteredIndex)。

(1)聚集索引重新組織表中的數(shù)據(jù)以按指定的一個或多個列的值排序。聚集索引的葉節(jié)點包含實際的數(shù)據(jù)，因此用它查找數(shù)據(jù)很快，但每個表只能建立一個聚集索引。建立聚集索引后，更新該列上的數(shù)據(jù)時，往往會導(dǎo)致表中記錄的物理順序的變更，代價較大，所以對于經(jīng)常更新的列不宜建立聚集索引。

(2)非聚集索引不重新組織表中的數(shù)據(jù)，它的葉節(jié)點存儲了組成非聚集索引的列值和行的定位指針。一個表可以建立249個非聚集索引。

1)聚集索引的使用在聚集索引下，數(shù)據(jù)在物理上按順序排在數(shù)據(jù)頁上，重復(fù)值也排在一起，因而在那些包含范圍檢查(BETWEEN、<、<=、>、>=)或使用GROUPBY、ORDERBY的查詢時，一旦找到具有范圍中第一個鍵值的行，具有后續(xù)索引值的行一定連在一起，不必進一步搜索，避免了大范圍掃描，可以大大提高查詢速度。

2)非聚集索引的使用由于非聚集索引的葉節(jié)點不包含實際的數(shù)據(jù)，因此它檢索效率較低，但是一個表只可以建立一個聚集索引，當用戶需要建立多個索引時就需要使用非聚集索引了。在建立非聚集索引時，要權(quán)衡索引加快查詢速度與降低修改速度之間的利弊?？傊?，在良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)上，有效地使用索引是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)取得高性能的基礎(chǔ)。然而，任何事物都具有兩面性，索引也不例外。索引的建立需要占用額外的存儲空間，并且在增、刪、改的操作中也會增加一定的工作量，在適當?shù)牡胤皆黾舆m當?shù)乃饕瑥牟缓侠淼牡胤絼h除次要的索引，將有助于優(yōu)化那些性能較差的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。

3)建立索引建立索引語法格式如下:

CREATE[UNIQUE][CLUSTER]INDEX<索引名>

ON<表名>(<列名>[<次序>][，<列名>[<次序>]]…)；其中，<表名>是要建立索引的基本表的名字。索引可以建立在該表的一列或多個列上，各列間用逗號分隔。每個<列名>后面還可以用<次序>指定索引值的排列次序，可以選ASC(升序)或DESC(降序)，缺省值為ASC。UNIQUE表明此索引的每一個索引值只能對應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記錄。CLUSTERED表示要建立的索引是聚集索引。例3.26在營業(yè)員表的姓名列上建立一個聚集索引。

CREATECLUSTEREDINDEX營業(yè)員-姓名ON營業(yè)員(姓名)；

例3.27營業(yè)員表按工號升序建立唯一索引。

CREATEINDEX營業(yè)員-工號ON營業(yè)員(工號)；

例3.28商品表按商品代碼升序建立唯一索引。

CREATEINDEX商品-商品代碼ON商品(商品代碼)；

例3.29銷售表按工號升序和商品代碼降序建立唯一索引。

CREATEINDEX工號-商品代碼ON銷售(工號ASC，商品代碼DESC)；

4)刪除索引刪除索引語法格式如下:

DROPINDEX<索引名>；刪除索引時，系統(tǒng)會從數(shù)據(jù)字典中刪去有關(guān)該索引的描述。

例3.30刪除例3.28所建立的“營業(yè)員-工號”索引。

DROPINDEX營業(yè)員-工號；

4．數(shù)據(jù)的查詢查詢語句的語法格式如下：

SELECT[ALL|DISTINCT]<目標列表達式>[，<目標列表達式>]…

FROM<表名或視圖名>[，<表名或視圖名>]…

[WHERE<條件表達式>]

[GROUPBY<分組依據(jù)列>]

[HAVING<條件表達式>]

[ORDERBY<排序依據(jù)列>[ASC|DESC]]；其中，根據(jù)WHERE子句的條件表達式，從FROM子句制定的基本表或視圖中找出滿足條件的元組，再按照SELECT子句中的目標列表達式，選出元組中的屬性值形成結(jié)果表。如果有GROUPBY子句，則將結(jié)果按分組的列值進行分組，該屬性列值相等的元組為一個組，通常在每組中會應(yīng)用聚集函數(shù)。如果GROUPBY子句中包含HAVING短語，則只有滿足制定條件的組才給予輸出。如果有ORDERBY子句，則將結(jié)果表按照排序依據(jù)列的值進行升序或降序排列。

SELECT語句可以進行單表查詢、復(fù)雜的連接查詢、嵌套查詢。單表查詢僅僅涉及一個表。下面以連鎖超市數(shù)據(jù)庫中的3張表為例學(xué)習(xí)單表查詢。

1)簡單查詢在數(shù)據(jù)庫中，一般情況下，每個表都包含若干個列信息。用戶在查詢表中的記錄時，大多數(shù)情況下只是關(guān)心表的一列或者幾列的信息。這時，只需要使用SELECT語句的常規(guī)使用方式即可。語法格式如下：

SELECT列名1[，列名2，…列名n]

FROM表名；其中，SELECT關(guān)鍵詞指明要查詢的表的列名，F(xiàn)ROM關(guān)鍵詞指明要查詢的列所在的表名。

例3.31[查詢單列數(shù)據(jù)]查詢?nèi)w營業(yè)員的姓名。本例代碼如下：

SELECT姓名

FROM營業(yè)員；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.3所示。在SQL語言中，SQL關(guān)鍵詞對大小寫不敏感，所以對SELECT關(guān)鍵詞來說，SELECT、select或者Select都是一樣的。在SQLSERVER中，其字段名稱對大小寫也不敏感。圖3.3查詢姓名列的數(shù)據(jù)例3.32[查詢多列數(shù)據(jù)]查詢?nèi)w營業(yè)員的工號、姓名及其工作年月。本例代碼如下：

SELECT工號，姓名，工作年月

FROM營業(yè)員運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.4所示。多列查詢需要在SELECT關(guān)鍵詞后指定要查詢的列，但是各列之間必須用逗號分開。圖3.4查詢多列數(shù)據(jù)的結(jié)果例3.33[去除查詢結(jié)果的重復(fù)信息—DISTINCT]查詢銷售表中所有銷售員的工號，即查詢工號列的數(shù)據(jù)，且去除重復(fù)的記錄。前面介紹的最基本的查詢方式會返回從表格中搜索到的所有行的數(shù)據(jù)，而不管這些數(shù)據(jù)是否重復(fù)，這常常不是用戶希望看到的。使用DISTINCT關(guān)鍵字就能夠從返回的結(jié)果數(shù)據(jù)集合中刪除重復(fù)的行，使返回的結(jié)果更簡潔。在SELECT子句中，通過指明DISTINCT關(guān)鍵字去除列中的重復(fù)信息。語法如下：

SELECTDISTINCT列名FROM表名；其中，DISTINCT關(guān)鍵字去除的是SELECT子句查詢的列的重復(fù)信息。如果SELECT子句查詢的列為多列，那么只有這些列的信息同時重復(fù)的記錄才被去除。本例代碼如下：

SELECTDISTINCT工號

FROM銷售；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.5所示。以上結(jié)果集中的重復(fù)記錄被刪除了，同時對結(jié)果集中的數(shù)據(jù)按照升序進行了排序。實際上，DBMS的操作過程是先對查詢結(jié)果排序，而后查找并去除結(jié)果集中重復(fù)的值。使用DISTINCT是要付出代價的。因為要去掉重復(fù)值，必須對結(jié)果集中的記錄進行排序，使得相同的記錄聚集在一起，只有按這種方法對記錄進行分組，才能去掉重復(fù)值，而這一工作甚至比查詢本身還費時間。在使用DISTINCT關(guān)鍵字后，如果表中有多個為NULL的數(shù)據(jù)，服務(wù)器會把這些數(shù)據(jù)視為相等。圖3.5去除重復(fù)信息的工號列的數(shù)據(jù)例3.34[用“*”查詢所有列]?查詢?nèi)w營業(yè)員的所有列信息。除了能夠進行單列查詢和多列查詢以外，使用SELECT語句還可以查詢表中的所有列，這是通過星號(?*?)通配符實現(xiàn)的。語法如下：

SELECT*FROM表名；使用“*”通配符，查詢結(jié)果將顯示表中所有列的元素，因此無需指明各列的列名，這在用戶不清楚表中各列的列名時非常有用。服務(wù)器會按用戶創(chuàng)建表時所聲明的列的順序來顯示所有的列。本例代碼如下：

SELECT*

FROM營業(yè)員；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.6所示。圖3.6營業(yè)員表中所有列的記錄

注意：使用“?*?”通配符時要慎重，在不需要查詢所有列時，盡量采用前面介紹的單列查詢或多列查詢，以免占用過多的資源。

2)帶有搜索條件的查詢一個數(shù)據(jù)表中存放著大量相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)。實際使用時，往往只需要其中滿足要求的部分記錄，這時就需要用到WHERE條件子句。WHERE子句允許指定查詢條件，使得SELECT語句的結(jié)果表中只包含那些滿足查詢條件的記錄。語法格式如下：

SELECT列名1[，列名2，…列名n]FROM表名WHERE條件；其中，WHERE子句必須緊跟在FROM子句后面。SQLSERVER對WHERE子句中的查詢條件的數(shù)目沒有限制。WHERE子句中的條件表達式包括算術(shù)表達式和邏輯表達式兩種，表達式中通常包含一些操作符。表3.27給出了WHERE子句中允許使用的操作符?！癖容^操作符的用法在對字符串類型的字段使用比較操作符時，是根據(jù)字符的排列順序進行比較的。字符串的排序是根據(jù)其首字母的順序進行的，如果首字符相同，則比較下一個字符，依此類推。對于漢字的排序，是根據(jù)其漢語拼音的第一個字母的順序進行的，如果第一個字母相同，則比較第二個字母，依此類推，且漢字的順序要高于字母的順序。表3.27操作符列表例3.35

查詢“銷售”表中“商品代碼”為T002的記錄。本例代碼如下：

SELECT*

FROM銷售

WHERE商品代碼='T002'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.7所示。圖3.7銷售表中“商品代碼”為T002的記錄例3.36

查詢“營業(yè)員”表中“出生年月”大于1972年的營業(yè)員的姓名和出生年月。本例代碼如下：

SELECT姓名，出生年月

FROM營業(yè)員

WHEREleft(出生年月，4)>'1972'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.8所示。圖3.8出生年月大于1972年的記錄例3.37

在“營業(yè)員”表中查年齡不大于38歲的營業(yè)員的姓名、工號、出生年月。本例代碼如下：

SELECT姓名，工號，出生年月

FROM營業(yè)員

WHERE2009-LEFT(出生年月，4)!?>?38；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.9所示?！袷褂没镜倪壿嫳磉_式——NOT、AND、OR在WHERE子句中，可以使用多個搜索條件選擇記錄(行)，即通過邏輯運算符(NOT、AND或OR)將多個單獨的搜索條件結(jié)合在一個WHERE子句中，形成一個復(fù)合的搜索條件。當對復(fù)合搜索條件求值時，DBMS對每個單獨的搜索條件求值，然后執(zhí)行布爾運算來決定整個WHERE子句的值是TRUE還是FALSE。只有那些滿足整個WHERE子句的值是TRUE的記錄才出現(xiàn)在結(jié)果表中。圖3.9年齡不大于38歲的記錄例3.38[使用AND運算符進行條件查詢]?在銷售表中，查詢“銷售數(shù)量”小于20的“商品代碼”為T002的記錄。

AND運算符表示邏輯“與”的關(guān)系。當使用AND運算符組合兩個邏輯表達式時，只有當兩個表達式均為TRUE時才返回TRUE。本例代碼如下：

SELECT*

FROM銷售

WHERE銷售數(shù)量<15and商品代碼?=?'T002'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.10所示。注意：當語句中使用多個邏輯運算符時，將首先計算AND運算符，使用括號也可以改變求值順序。

圖3.10“銷售數(shù)量”小于20的“商品代碼”為T002的記錄例3.39[使用OR運算符進行條件查詢]?在銷售表中，查詢銷售數(shù)量小于15或商品代碼為T003的記錄。

OR運算符實現(xiàn)邏輯“或”的運算關(guān)系。當使用OR運算符組合兩個邏輯表達式時，只要其中一個表達式的條件為TRUE，結(jié)果便返回TRUE。

本例代碼如下：

SELECT*

FROM銷售

WHERE銷售數(shù)量?<?15or商品代碼?=?'T003'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.11所示。注意：OR運算符的優(yōu)先級低于AND運算符，即在AND運算符之后才對OR運算符求值。不過，使用括號可以更改求值的順序。圖3.11銷售數(shù)量小于15或商品代碼為T003的記錄例3.40[使用NOT運算符進行條件查詢]?在商品表中，查詢非T001的記錄。

NOT運算符實現(xiàn)邏輯“非”的運算關(guān)系，用于對搜索條件的邏輯值求反。代碼如下：

SELECT*

FROM商品

WHERENOT商品代碼?=?'T001'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.12所示。NOT運算符對緊跟其后的條件取反，在本例中，“NOT商品代碼?=?'T001'?”語句實際上就等價于“商品代碼！=?'T001'”或者“商品代碼?<>?'T001'”語句。注意：NOTNULL的結(jié)果仍為NULL。圖3.12不包含商品代碼為T001的記錄例3.41[基本邏輯運算符的組合使用]?在銷售表中，查詢所有T003和T002商品并且銷售數(shù)量不高于15的銷售記錄。在WHERE子句中，各種邏輯運算符可以組合使用，即AND、OR、NOT運算符可以同時使用。與使用算術(shù)運算符進行運算一樣，使用邏輯運算符也存在運算優(yōu)先級的問題。在這3種邏輯運算符中，NOT運算符的優(yōu)先級最高，而后是AND，最后是OR。本例代碼如下：

SELECT*

FROM銷售

WHERE商品代碼?=?'T003'OR商品代碼?=?'T002'ANDNOT銷售數(shù)量>15；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.13所示。圖3.13沒有得到預(yù)期的查詢結(jié)果圖3.13所示的查詢結(jié)果，顯然并沒有得到預(yù)期的效果。根據(jù)邏輯運算符的優(yōu)先級順序，WHERE子句中代碼的執(zhí)行過程如下：首先DBMS執(zhí)行NOT運算，即結(jié)果集中的記錄需要滿足銷售數(shù)量不大于15；而后DBMS執(zhí)行AND運算，即結(jié)果集中的記錄需要滿足T002商品且銷售數(shù)量不大于15；最后DBMS執(zhí)行OR運算，即結(jié)果集中的記錄需要滿足T003商品或者滿足T002商品且銷售數(shù)量不大于15。以上查詢結(jié)果出現(xiàn)了本應(yīng)不出現(xiàn)的“T003商品的銷售數(shù)量為18”的記錄，如果要得到正確的結(jié)果，就要使用括號改變運算的順序。代碼如下：

SELECT*

FROM銷售

WHERE(商品代碼?=?'T003'OR商品代碼?=?'T002')ANDNOT銷售數(shù)量>15；運行該代碼，即得到了正確的查詢結(jié)果，如圖3.14所示。注意：當OR運算符和AND運算符同時運用時，可以不考慮其默認的優(yōu)先級順序，而是采用括號()來實現(xiàn)需要的執(zhí)行順序，這樣可以增強程序的可讀性。圖3.14得到預(yù)期的查詢結(jié)果●使用限定數(shù)據(jù)范圍——BETWEEN進行查詢在WHERE子句中，使用BETWEEN關(guān)鍵字可以更方便地限制查詢數(shù)據(jù)的范圍。使用NOTBETWEEN關(guān)鍵字查詢也可以限定數(shù)據(jù)范圍之外的記錄。語法格式可表示如下：表達式[NOT]BETWEEN表達式1AND表達式2；比如，選擇范圍在10～100之間的數(shù)，采用BETWEEN運算符可以表示為

BETWEEN10AND100例3.42

查詢在1970和1971年出生的營業(yè)員的姓名，出生年月和聯(lián)系電話。本例代碼如下：

SELECT姓名，出生年月，聯(lián)系電話

FROM營業(yè)員

WHEREleft(出生年月，4)BETWEEN1970AND1971；運行該代碼，即得到了正確的查詢結(jié)果，如圖3.15所示。使用BETWEEN限制查詢數(shù)據(jù)范圍時同時也包括了邊界值，而使用NOTBETWEEN進行查詢時沒有包括邊界值。也就是說，BETWEEN表達式可以用含有“>=”和“<=”的邏輯表達式來代替；NOTBETWEEN表達式可以用含有“>”和“<”的邏輯表達式來代替。圖3.15在1970和1971年出生的營業(yè)員的記錄●使用限制檢索數(shù)據(jù)的范圍——IN進行查詢

IN與BETWEEN關(guān)鍵字一樣，可以方便地限制檢索數(shù)據(jù)的范圍，靈活使用IN關(guān)鍵字，可以用簡潔的語句實現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的查詢。語法格式可表示如下：表達式[NOT]IN(表達式1，表達式2[，…表達式n])其中，所有的條件在IN運算符后面羅列，并以括號()括起來，條件中間用逗號分開。當要判斷的表達式處于括號中列出的一系列值之中時，IN運算符求值為TRUE。例3.43

在銷售表中，查詢工號為001、003和004的銷售員的銷售記錄。本例代碼如下：

SELECT*FROM銷售WHERE工號IN('001'，'003'，'004')；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.16所示。在多數(shù)情況下，OR運算符與IN運算符可以實現(xiàn)相同的功能。但使用IN運算符更為簡潔，特別是當選擇的條件很多時，只需在括號內(nèi)用逗號間隔各條件即可，其運行效率也比OR運算符要高。IN運算符后面所有的條件也可以是另一條SELECT語句，即子查詢。這在后面的章節(jié)中會有詳細介紹。圖3.16工號為001、003和004的銷售員的銷售記錄●使用模糊查詢——LIKE進行查詢實際上，當查詢條件不很精確時，需要根據(jù)一些并不確切的線索來搜索信息。采用LIKE子句可以進行這類模糊搜索。語法格式可表示如下：表達式[NOT]LIKE條件

LIKE子句在大多數(shù)情況下會與通配符配合使用。SQLSERVER提供了4種通配符來實現(xiàn)復(fù)雜的模糊查詢條件，如表3.28所示。注意：通配符只有在LIKE子句中才有意義，否則通配符會被當作普通字符處理。表3.28通配符列表例3.44[使用“%”通配符進行任意字符串匹配的模糊查詢]?在商品表中，查詢商品名稱中含有“彩電”字符串的所有商品記錄?！?”通配符表示任意字符的匹配，且不計字符的多少。例如，“電器%”表示匹配以字符串“電器”開頭的任意字符串；“%電器”表示匹配以字符串“電器”結(jié)尾的任意字符串；“%電器%”表示匹配含有字符串“電器”的任意字符串。本例代碼如下：

SELECT*FROM商品WHERE商品名稱LIKE'%彩電%'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.17所示。商品名稱中所有含有“彩電”字符串的記錄均出現(xiàn)在結(jié)果表中，而不論其在商品名稱中的位置。圖3.17商品名稱中含有“彩電”字符串的商品記錄例3.45[使用“%”通配符指定開頭或結(jié)尾字符匹配的模糊查詢]在營業(yè)員表中，查詢所有姓張的營業(yè)員的姓名、工號。本例代碼如下：

SELECT姓名，工號

FROM營業(yè)員

WHERE姓名LIKE'張%'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.18所示。圖3.18所有姓張的營業(yè)員的記錄例3.46

[使用“%”通配符實現(xiàn)排除查詢]?在營業(yè)員表中，查詢所有不姓張的營業(yè)員的記錄，即姓名中不能以“張”字符開頭。本例代碼如下：

SELECT*

FROM營業(yè)員

WHERE姓名NOTLIKE'張%'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.19所示。圖3.19不姓張的營業(yè)員的記錄例3.47

[使用“_”通配符實現(xiàn)模糊查詢]在營業(yè)員表中，查詢姓“張”且全名為兩個漢字的營業(yè)員的記錄。與“%”通配符不同，“_”通配符只能匹配任何單個字符。例如，“張

”表示將查找以“張”開頭的所有兩個漢字的字符串(“張杰”、“張雅”等)。若要表示兩個字符的匹配，需要使用兩個“_”通配符，即寫成“__”。本例代碼如下：

SELECT*

FROM營業(yè)員

WHERE姓名LIKE'張_'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.20所示。圖3.20姓“張”且全名為兩個漢字的營業(yè)員的記錄例3.48

[同時使用“_”和“%”通配符實現(xiàn)模糊查詢]在營業(yè)員表中，查詢姓名中第2個字為“文”的營業(yè)員的記錄。本例代碼如下：

SELECT*

FROM營業(yè)員

WHERE姓名LIKE'_文%'；運行該代碼，得到的查詢結(jié)果如圖3.21所示。圖3.21姓名中第2個字為“文”的營業(yè)員的記錄●使用ESCAPE關(guān)鍵字定義轉(zhuǎn)義字符使用LIKE進行模糊查詢時，當“%”、“_”符號單獨出現(xiàn)時，就會被認為是通配符。但有時可能需要搜索包含一個或多個特殊通配符的字符串。例如，數(shù)據(jù)庫表中可能存儲含百分號“%”的折扣值。若要搜索作為字符而不是通配符的百分號，必須使用ESCAPE關(guān)鍵字和轉(zhuǎn)義符。如下面的語句：

LIKE'%T%'ESCAPE'T'以上表達式中使用了ESCAPE關(guān)鍵字定義了轉(zhuǎn)義字符“T”，這樣，T就成為轉(zhuǎn)義字符，將字符串“%T%”中的第二個百分符(%)作為實際值，而不是通配符。但是，第一個百分符“%”仍然被看做是通配符，因此滿足該查詢條件的字符串為所有以“%”結(jié)尾的字符串。

3)排序查詢結(jié)果

SELECT語句獲得的數(shù)據(jù)一般是沒有排序的(使用DISTINCT關(guān)鍵字除外)。在SQL語言中，使用ORDERBY子句對查詢的結(jié)果進行排序?！窕九判颉狾RDERBY

ORDERBY子句可以指定在SELECT語句返回的列的順序。語法格式可表示如下：

ORDERBY表達式1[ASC|DESC][，表達式2[ASC|DESC][，…n]]其中，表達式是用于排序的列。該語句可用于多列排序，各列在OR