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《关系数据库标准语言SQL笔记总结》
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SQL概述
SQL（Structured Query Language），即结构化查询语言，是用于管理关系数据库的标准语言，它具有功能强大、简单易学等特点，通过SQL，可以实现对数据库中数据的定义、操作、控制等多方面的管理。
（一）SQL的发展历程
SQL的发展经历了多个阶段，早期为满足关系数据库管理的需求而产生，随着数据库技术的不断发展，SQL的标准也在不断更新完善，从最初的基本功能到如今支持复杂的数据分析、事务处理等高级功能。
（二）SQL的优点
1、非过程化语言
- 使用者不需要指出“怎么做”，只需说明“做什么”，在查询学生表中所有成绩大于80分的学生记录时，只需要编写一个简单的SELECT语句，而不需要详细描述数据库管理系统如何去查找这些记录的具体步骤。
2、统一的语法结构
- 无论是对哪种关系数据库管理系统（如MySQL、Oracle、SQL Server等），SQL的基本语法都是相似的，这使得数据库开发人员能够很容易地在不同的数据库系统之间切换，创建一个表的CREATE TABLE语句在大多数关系数据库中都遵循类似的语法规则，只是在数据类型等细节上可能存在一些差异。
数据定义语言（DDL）
（一）创建表（CREATE TABLE）
1、基本语法
CREATE TABLE语句用于创建新的表，创建一个名为students的表，包含id（学号，为主键）、name（姓名）、age（年龄）和grade（年级）等字段：
```sql
CREATE TABLE students (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(50),
age INT,
grade VARCHAR(20)
);
```
- INT和VARCHAR是数据类型，PRIMARY KEY用于指定主键约束，确保id字段的值在表中是唯一且非空的。
2、表约束
- 除了主键约束，还可以有其他约束，如NOT NULL（非空约束）、UNIQUE（唯一约束）、FOREIGN KEY（外键约束）等，要确保name字段非空，可以修改name字段的定义为name VARCHAR(50) NOT NULL。
（二）修改表（ALTER TABLE）
1、添加列
- 使用ALTER TABLE语句可以对已存在的表进行修改，要给students表添加一个major（专业）字段，可以使用以下语句：
```sql
ALTER TABLE students ADD major VARCHAR(30);
```
2、修改列的数据类型或约束
- 如果要修改age字段的数据类型为SMALLINT，可以使用：
```sql
ALTER TABLE students MODIFY age SMALLINT;
```
3、删除列
- 要删除刚刚添加的major列，可以使用：
```sql
ALTER TABLE students DROP COLUMN major;
```
（三）删除表（DROP TABLE）
- 当不再需要某个表时，可以使用DROP TABLE语句将其删除，要删除students表，可以使用：
DROP TABLE students;
数据操作语言（DML）
（一）插入数据（INSERT）
1、基本插入
- 向students表中插入一条记录的示例：
```sql
INSERT INTO students (id, name, age, grade) VALUES (1, 'John', 18, 'Freshman');
```
- 这里按照表中字段的顺序提供了要插入的值，如果要插入所有列的值，并且按照表定义的列顺序，可以省略列名，
```sql
INSERT INTO students VALUES (2, 'Alice', 19, 'Sophomore');
```
2、批量插入
- 可以一次性插入多条记录。
```sql
INSERT INTO students (id, name, age, grade) VALUES
(3, 'Bob', 20, 'Junior'),
(4, 'Ella', 18, 'Freshman');
```
（二）更新数据（UPDATE）
1、基本更新
- 如果要将students表中id为1的学生的年龄更新为19岁，可以使用：
```sql
UPDATE students SET age = 19 WHERE id = 1;
```
WHERE子句用于指定更新的条件，如果省略WHERE子句，则会更新表中的所有记录。
2、多列更新
- 要同时更新name和grade字段，可以使用：
```sql
UPDATE students SET name = 'Jack', grade = 'Senior' WHERE id = 2;
```
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（三）删除数据（DELETE）
1、基本删除
- 要删除students表中id为3的学生记录，可以使用：
```sql
DELETE FROM students WHERE id = 3;
```
- 同样，如果省略WHERE子句，将删除表中的所有记录，所以在执行DELETE操作时要特别小心。
数据查询语言（DQL）
（一）基本查询（SELECT）
1、简单查询
- 查询students表中的所有记录：
```sql
SELECT * FROM students;
```
- 查询students表中的name和grade字段：
```sql
SELECT name, grade FROM students;
```
2、条件查询
- 查询age大于18岁的学生的name和age：
```sql
SELECT name, age FROM students WHERE age > 18;
```
3、排序查询（ORDER BY）
- 按照age字段对查询结果进行升序排列：
```sql
SELECT * FROM students ORDER BY age;
```
- 如果要进行降序排列，可以使用ORDER BY age DESC。
（二）多表查询
1、内连接（INNER JOIN）
- 假设有一个courses表，包含course_id（课程号）、course_name（课程名）和teacher（教师）字段，还有一个student_courses表，包含student_id（学生号）、course_id（课程号）和score（成绩）字段，要查询学生的姓名、所选课程名和成绩，可以使用内连接：
```sql
SELECT students.name, courses.course_name, student_courses.score
FROM students
INNER JOIN student_courses ON students.id = student_courses.student_id
INNER JOIN courses ON student_courses.course_id = courses.course_id;
```
2、外连接（LEFT JOIN、RIGHT JOIN）
- 左外连接（LEFT JOIN）会返回左表中的所有记录以及与右表匹配的记录，要查询所有学生以及他们所选的课程（即使有些学生没有选课）：
```sql
SELECT students.name, courses.course_name
FROM students
LEFT JOIN student_courses ON students.id = student_courses.student_id
LEFT JOIN courses ON student_courses.course_id = courses.course_id;
```
- 右外连接（RIGHT JOIN）则相反，会返回右表中的所有记录以及与左表匹配的记录。
（三）聚合函数
1、常用聚合函数
COUNT：用于计算记录的数量，查询students表中的学生数量：
```sql
SELECT COUNT(*) FROM students;
```
SUM：用于计算数值字段的总和，如果student_courses表中有score字段，要计算所有学生的总成绩，可以使用：
```sql
SELECT SUM(score) FROM student_courses;
```
AVG：计算平均值，计算所有学生的平均成绩：
```sql
SELECT AVG(score) FROM student_courses;
```
MAX和MIN：分别用于获取最大值和最小值，查询students表中年龄最大和最小的学生年龄：
```sql
SELECT MAX(age), MIN(age) FROM students;
```
2、分组查询（GROUP BY）
- 要按照年级统计学生数量，可以使用：
```sql
SELECT grade, COUNT(*) FROM students GROUP BY grade;
```
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- 在使用GROUP BY时，SELECT子句中只能出现分组字段和聚合函数，如果要对分组结果进行筛选，可以使用HAVING子句，
```sql
SELECT grade, COUNT(*)
FROM students
GROUP BY grade
HAVING COUNT(*) > 10;
```
数据控制语言（DCL）
（一）用户权限管理
1、创建用户
- 在不同的数据库管理系统中，创建用户的语法有所不同，以MySQL为例，创建一个名为user1的用户：
```sql
CREATE USER 'user1'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password1';
```
- 这里指定了用户名为user1，只能从localhost连接，密码为password1。
2、授予权限（GRANT）
- 授予user1对students表的SELECT权限：
```sql
GRANT SELECT ON students TO 'user1'@'localhost';
```
- 可以授予多种权限，如INSERT、UPDATE、DELETE等，也可以授予对整个数据库的权限。
3、收回权限（REVOKE）
- 如果要收回user1对students表的SELECT权限，可以使用：
```sql
REVOKE SELECT ON students FROM 'user1'@'localhost';
```
视图（VIEW）
1、创建视图
- 视图是一个虚拟的表，它是基于一个或多个实际表的查询结果，创建一个视图young_students，显示年龄小于20岁的学生：
```sql
CREATE VIEW young_students AS
SELECT * FROM students WHERE age < 20;
```
2、使用视图
- 可以像使用普通表一样使用视图，查询young_students视图中的所有记录：
```sql
SELECT * FROM young_students;
```
3、视图的优点
- 简化复杂查询：对于一些复杂的多表连接和条件查询，可以创建视图来简化后续的查询操作。
- 提高数据安全性：可以通过视图只暴露部分数据给用户，隐藏敏感信息，创建一个视图只显示学生的姓名和年级，而不显示年龄等其他信息。
存储过程（PROCEDURE）
1、创建存储过程
- 存储过程是一组预编译的SQL语句，创建一个存储过程get_student_count，用于获取学生的数量：
```sql
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE get_student_count()
BEGIN
SELECT COUNT(*) FROM students;
END //
DELIMITER ;
```
- 在MySQL中，使用DELIMITER来改变语句结束符，因为存储过程中包含多条SQL语句，需要用不同的结束符来区分。
2、调用存储过程
- 调用get_student_count存储过程：
```sql
CALL get_student_count();
```
3、存储过程的优点
- 提高性能：存储过程在数据库中预编译，执行时不需要再次编译，提高了执行效率。
- 可维护性：将一些复杂的业务逻辑封装在存储过程中，便于维护和修改，如果查询学生数量的逻辑发生变化，只需要修改存储过程中的SQL语句即可，而不需要在多个应用程序代码中进行修改。
索引（INDEX）
1、创建索引
- 索引可以提高查询的速度，在students表的name字段上创建索引：
```sql
CREATE INDEX name_index ON students (name);
```
2、索引的类型
- 常见的索引类型有普通索引、唯一索引、主键索引等，主键索引是一种特殊的唯一索引，用于标识表中的每一行记录，唯一索引确保索引列的值是唯一的。
3、索引的使用原则
- 虽然索引可以提高查询速度，但过多的索引也会增加数据库的维护成本，降低数据插入、更新和删除的速度，应该根据实际的查询需求有选择地创建索引，对于经常在WHERE子句中使用的字段创建索引。
关系数据库标准语言SQL在数据库管理中起着至关重要的作用，通过掌握SQL的各个方面，包括数据定义、操作、查询、控制以及高级特性如视图、存储过程和索引等，可以有效地管理关系数据库，满足各种应用场景下的数据管理和处理需求，无论是开发数据库应用程序还是进行数据分析等工作，SQL都是不可或缺的工具。
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