关系数据库标准语言SQL

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1、An Introduction to Database System 3.4 数据查询 3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式 An Introduction to Database System 3.4.2 连接查询 连接查询：同时涉及多个表的查询 连接条件或连接谓词：用来连接两个表的条件 一般格式： . . . BETWEEN . AND . 连接字段：连接谓词中的列名称 连接条件中的各连接字段类型必须是可比的 ， 但名字不必是相同的 An Introduction to Database System

2、 连接操作的执行过程 嵌套循环法 (NESTED-LOOP) 首先在表 1中找到第一个元组 ， 然后从头开始扫描表 2， 逐一查找 满足连接件的元组 ， 找到后就将表 1中的第一个元组与该元组拼 接起来 ， 形成结果表中一个元组 。 表 2全部查找完后 ， 再找表 1中第二个元组 ， 然后再从头开始扫描 表 2， 逐一查找满足连接条件的元组 ， 找到后就将表 1中的第二个 元组与该元组拼接起来 ， 形成结果表中一个元组 。 重复上述操作 ， 直到表 1中的全部元组都处理完毕 An Introduction to Database System 排序合并法 (SORT-MERGE) 常用于 =连

3、接 首先按连接属性对表 1和表 2排序 对表 1的第一个元组 ， 从头开始扫描表 2， 顺序查找满足 连接条件的元组 ， 找到后就将表 1中的第一个元组与该 元组拼接起来 ， 形成结果表中一个元组 。 当遇到表 2中 第一条大于表 1连接字段值的元组时 ， 对表 2的查询不再 继续 An Introduction to Database System 排序合并法 找到表 1的第二条元组 ， 然后从刚才的中断点处继续顺 序扫描表 2， 查找满足连接条件的元组 ， 找到后就将表 1 中的第一个元组与该元组拼接起来 ， 形成结果表中一个 元组 。 直接遇到表 2中大于表 1连接字段值的元组时 ， 对

4、 表 2的查询不再继续 重复上述操作 ， 直到表 1或表 2中的全部元组都处理完毕 为止 An Introduction to Database System 索引连接 (INDEX-JOIN) 对表 2按连接字段建立索引 对表 1中的每个元组 ， 依次根据其连接字段值查询 表 2的索引 ， 从中找到满足条件的元组 ， 找到后就 将表 1中的第一个元组与该元组拼接起来 ， 形成结 果表中一个元组 An Introduction to Database System 连接查询（续） 一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接 An Introduction to Dat

5、abase System 一、等值与非等值连接查询 等值连接：连接运算符为 = 例 33 查询每个学生及其选修课程的情况 SELECT Student.*， SC.* FROM Student， SC WHERE Student.Sno = SC.Sno； An Introduction to Database System 等值与非等值连接查询（续） Student.Sno Sname Ssex Sage Sdept SC.Sno Cno Grade 200215121 李勇 男 20 CS 200215121 1 92 200215121 李勇 男 20 CS 200215121 2 85

6、 200215121 李勇 男 20 CS 200215121 3 88 200215122 刘晨 女 19 CS 200215122 2 90 200215122 刘晨 女 19 CS 200215122 3 80 查询结果： An Introduction to Database System 等值与非等值连接查询（续） 自然连接： 例 34 对 例 33用自然连接完成。 SELECT Student.Sno， Sname， Ssex， Sage， Sdept， Cno， Grade FROM Student， SC WHERE Student.Sno = SC.Sno； An Intro

7、duction to Database System 连接查询（续） 一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接 An Introduction to Database System 二、自身连接 自身连接： 一个表与其自己进行连接 需要给表起别名以示区别 由于所有属性名都是同名属性，因此必须使用别名前缀 例 35查询每一门课的间接先修课 （ 即先修课的先修课 ） SELECT FIRST.Cno， SECOND.Cpno FROM Course FIRST， Course SECOND WHERE FIRST.Cpno = SECOND.Cno； An Introd

8、uction to Database System 自身连接（续） FIRST表 （ Course表 ） Cno Cname Cpno Ccredit 1 数据库 5 4 2 数学 2 3 信息系统 1 4 4 操作系统 6 3 5 数据结构 7 4 6 数据处理 2 7 PASCAL语言 6 4 An Introduction to Database System 自身连接（续） Cno Cname Cpno Ccredit 1 数据库 5 4 2 数学 2 3 信息系统 1 4 4 操作系统 6 3 5 数据结构 7 4 6 数据处理 2 7 PASCAL语言 6 4 SECOND表 （

9、Course表 ） An Introduction to Database System 自身连接（续） 查询结果： Cno Pcno 1 7 3 5 5 6 An Introduction to Database System 连接查询（续） 一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接 An Introduction to Database System 三、外连接 外连接与普通连接的区别 普通连接操作只输出满足连接条件的元组 外连接操作以指定表为连接主体，将主体表中不满足连接条件的 元组一并输出 例 36 改写 例 33 SELECT Student.Sno， S

10、name， Ssex， Sage， Sdept， Cno， Grade FROM Student LEFT OUT JOIN SC ON (Student.Sno=SC.Sno)； An Introduction to Database System 外连接（续） 执行结果： Student.Sno Sname Ssex Sage Sdept Cno Grade 200215121 李勇 男 20 CS 1 92 200215121 李勇 男 20 CS 2 85 200215121 李勇 男 20 CS 3 88 200215122 刘晨 女 19 CS 2 90 200215122 刘晨

11、女 19 CS 3 80 200215123 王敏 女 18 MA NULL NULL 200215125 张立 男 19 IS NULL NULL An Introduction to Database System 外连接（续） 左外连接 列出左边关系 （ 如本例 Student） 中所有的元组 右外连接 列出右边关系中所有的元组 An Introduction to Database System 连接查询（续） 一、等值与非等值连接查询 二、自身连接 三、外连接 四、复合条件连接 An Introduction to Database System 四、复合条件连接 复合条件连接： W

12、HERE子句中含多个连接条件 例 37查询选修 2号课程且成绩在 90分以上的所有学生 SELECT Student.Sno, Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno = SC.Sno AND /* 连接谓词 */ SC.Cno= 2 AND SC.Grade 90； /* 其他限定条件 */ An Introduction to Database System 复合条件连接（续） 例 38查询每个学生的学号 、 姓名 、 选修的课程名及成绩 SELECT Student.Sno， Sname， Cname， Grade FROM Student， S

13、C， Course /*多表连接 */ WHERE Student.Sno = SC.Sno and SC.Cno = Course.Cno； An Introduction to Database System 3.4 数据查询 3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式 An Introduction to Database System 嵌套查询 (续 ) 嵌套查询概述 一个 SELECT-FROM-WHERE语句称为一个 查询块 将一个查询块嵌套在另一个查询块的 WHERE子句 或 HAVING短语的条

14、件中的查询称为 嵌套查询 An Introduction to Database System 嵌套查询 (续 ) SELECT Sname /*外层查询 /父查询 */ FROM Student WHERE Sno IN （ SELECT Sno /*内层查询 /子查询 */ FROM SC WHERE Cno= 2 ）； An Introduction to Database System 嵌套查询 (续 ) 子查询的限制 不能使用 ORDER BY子句 层层嵌套方式反映了 SQL语言的结构化 有些嵌套查询可以用连接运算替代 An Introduction to Database Syst

15、em 嵌套查询求解方法 不相关子查询： 子查询的查询条件不依赖于父查询 由里向外 逐层处理。即每个子查询在上一级查询处理 之前求解，子查询的结果用于建立其父查询的查找条 件。 An Introduction to Database System 嵌套查询求解方法（续） 相关子查询：子查询的查询条件依赖于父查询 首先取外层查询中表的第一个元组，根据它与内层查 询相关的属性值处理内层查询，若 WHERE子句返回值 为真，则取此元组放入结果表 然后再取外层表的下一个元组 重复这一过程，直至外层表全部检查完为止 An Introduction to Database System 3.4.3 嵌套查询

16、 一、带有 IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 四、 带有 EXISTS谓词的子查询 An Introduction to Database System 一、带有 IN谓词的子查询 例 39 查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。 此查询要求可以分步来完成 确定“刘晨”所在系名 SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 ； 结果为： CS An Introduction to Database System 带有 IN谓词的子查询（续） 查找所有在 IS系学习的学生。 SELECT S

17、no， Sname， Sdept FROM Student WHERE Sdept= CS ； 结果为： Sno Sname Sdept 200215121 李勇 CS 200215122 刘晨 CS An Introduction to Database System 带有 IN谓词的子查询（续） 将第一步查询嵌入到第二步查询的条件中 SELECT Sno， Sname， Sdept FROM Student WHERE Sdept IN (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 )； 此查询为不相关子查询。 An Introduction to

18、Database System 带有 IN谓词的子查询（续） 用自身连接完成 例 39查询要求 SELECT S1.Sno， S1.Sname， S1.Sdept FROM Student S1， Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND S2.Sname = 刘晨 ； An Introduction to Database System 带有 IN谓词的子查询（续） 例 40查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名 SELECT Sno， Sname 最后在 Student关系中 FROM Student 取出 Sno和 Sname WHERE

19、Sno IN (SELECT Sno 然后在 SC关系中找出选 FROM SC 修了 3号课程的学生学号 WHERE Cno IN (SELECT Cno 首先在 Course关系中找出 FROM Course “信息系统”的课程号，为 3 号 WHERE Cname= 信息系统 ) ); An Introduction to Database System 带有 IN谓词的子查询（续） 用连接查询实现 例 40 SELECT Sno， Sname FROM Student， SC， Course WHERE Student.Sno = SC.Sno AND SC.Cno = Course.C

20、no AND Course.Cname=信息系统； An Introduction to Database System 3.4.3 嵌套查询 一、带有 IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 四、 带有 EXISTS谓词的子查询 An Introduction to Database System 二、带有比较运算符的子查询 当能确切知道内层查询返回单值时，可用比较运 算符（ ， =， =， !=或 ）。 与 ANY或 ALL谓词配合使用 An Introduction to Database System 带有比较运算符的子查

21、询（续） 例：假设一个学生只可能在一个系学习，并且必须属于一个 系，则在 例 39可以 用 = 代替 IN ： SELECT Sno， Sname， Sdept FROM Student WHERE Sdept = (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= 刘晨 )； An Introduction to Database System 带有比较运算符的子查询（续） 子查询一定要跟在比较符之后 错误 的例子： SELECT Sno， Sname， Sdept FROM Student WHERE ( SELECT Sdept FROM Student WH

22、ERE Sname= 刘晨 ) = Sdept； An Introduction to Database System 带有比较运算符的子查询（续） 例 41找出每个学生超过他选修课程平均成绩的课程号。 SELECT Sno， Cno FROM SC x WHERE Grade =(SELECT AVG(Grade) FROM SC y WHERE y.Sno=x.Sno); 相关子查询 An Introduction to Database System 带有比较运算符的子查询（续） 可能的执行过程： 1. 从外层查询中取出 SC的一个元组 x，将元组 x的 Sno值 （ 200215121

23、）传送给内层查询。 SELECT AVG(Grade) FROM SC y WHERE y.Sno=200215121; 2. 执行内层查询，得到值 88（近似值），用该值代替内层查 询，得到外层查询： SELECT Sno， Cno FROM SC x WHERE Grade =88； An Introduction to Database System 带有比较运算符的子查询（续） 3. 执行这个查询，得到 （ 200215121， 1） （ 200215121， 3） 4.外层查询取出下一个元组重复做上述 1至 3步骤，直到外层 的 SC元组全部处理完毕。结果为 : （ 20021512

24、1， 1） （ 200215121， 3） （ 200215122， 2） An Introduction to Database System 3.4.3 嵌套查询 一、带有 IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 四、 带有 EXISTS谓词的子查询 An Introduction to Database System 三、带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 谓词语义 ANY：任意一个值 ALL：所有值 An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词

25、的子查询 （续） 需要配合使用比较运算符 ANY 大于子查询结果中的某个值 ALL 大于子查询结果中的所有值 ANY 小于子查询结果中的某个值 = ANY 大于等于子查询结果中的某个值 = ALL 大于等于子查询结果中的所有值 = ANY 小于等于子查询结果中的某个值 = ALL 小于等于子查询结果中的所有值 = ANY 等于子查询结果中的某个值 =ALL 等于子查询结果中的所有值（通常没有实际意义） !=（或 ） ANY 不等于子查询结果中的某个值 !=（或 ） ALL 不等于子查询结果中的任何一个值 An Introduction to Database System 带有 ANY（ SO

26、ME）或 ALL谓词的子查询 （续） 例 42 查询其他系中比计算机科学某 一 学生年龄小的学生姓 名和年龄 SELECT Sname， Sage FROM Student WHERE Sage ANY (SELECT Sage FROM Student WHERE Sdept= CS ) AND Sdept CS ; /*父查询块中的条件 */ An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 （续） 结果： 执行过程： 1.RDBMS执行此查询时，首先处理子查询，找出 CS系中所有学生的年龄，构成一个集合 (20， 19

27、) 2. 处理父查询，找所有不是 CS系且年龄小于 20 或 19的学生 Sname Sage 王敏 18 张立 19 An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 （续） 用聚集函数实现 例 42 SELECT Sname， Sage FROM Student WHERE Sage (SELECT MAX(Sage) FROM Student WHERE Sdept= CS ) AND Sdept CS ; An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的

28、子查询 （续） 例 43 查询其他系中比计算机科学系 所有 学生年龄都小 的学生姓名及年龄。 方法一：用 ALL谓词 SELECT Sname， Sage FROM Student WHERE Sage ALL (SELECT Sage FROM Student WHERE Sdept= CS ) AND Sdept CS ; An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 （续） 方法二：用聚集函数 SELECT Sname， Sage FROM Student WHERE Sage (SELECT MIN(Sage)

29、FROM Student WHERE Sdept= CS ) AND Sdept CS ; An Introduction to Database System 带有 ANY（ SOME）或 ALL谓词的子查询 （续） 表 3.5 ANY（或 SOME）， ALL谓词与聚集函数、 IN谓词的等价转换关系 = 或 != = ANY IN - MAX MIN = MIN ALL - NOT IN MIN MAX = MAX An Introduction to Database System 3.4.3 嵌套查询 一、带有 IN谓词的子查询 二、 带有比较运算符的子查询 三、 带有 ANY（ SO

30、ME）或 ALL谓词的子查询 四、 带有 EXISTS谓词的子查询 An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 1. EXISTS谓词 存在量词 带有 EXISTS谓词的子查询不返回任何数据，只产生逻辑真值 “ true”或逻辑假值“ false”。 若内层查询结果非空，则外层的 WHERE子句返回真值 若内层查询结果为空，则外层的 WHERE子句返回假值 由 EXISTS引出的子查询，其目标列表达式通常都用 * ，因为 带 EXISTS的子查询只返回真值或假值，给出列名无实际意义 2. NOT EXISTS谓词 若内层查询结果

31、非空，则外层的 WHERE子句返回假值 若内层查询结果为空，则外层的 WHERE子句返回真值 An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 例 44查询所有选修了 1号课程的学生姓名。 思路分析： 本查询涉及 Student和 SC关系 在 Student中依次取每个元组的 Sno值，用此值去检查 SC关系 若 SC中存在这样的元组，其 Sno值等于此 Student.Sno值，并 且其 Cno= 1，则取此 Student.Sname送入结果关系 An Introduction to Database System 带有 EXI

32、STS谓词的子查询 (续） 用嵌套查询 SELECT Sname FROM Student WHERE EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno=Student.Sno AND Cno= 1 )； An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 用连接运算 SELECT Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno= 1; An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 例

33、 45 查询没有选修 1号课程的学生姓名 。 SELECT Sname FROM Student WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno = Student.Sno AND Cno=1)； An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 不同形式的查询间的替换 一些带 EXISTS或 NOT EXISTS谓词的子查询不能被其他形式的子 查询等价替换 所有带 IN谓词、比较运算符、 ANY和 ALL谓词的子查询都能用带 EXISTS谓词的子查询等价替换 用 EXISTS/NOT EXI

34、STS实现全称量词 (难点 ) SQL语言中没有全称量词 （ For all） 可以把带有全称量词的谓词转换为等价的带有存在量词的谓词： (x)P ( x( P) An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 例： 例 39查询与“刘晨”在同一个系学习的学生。 可以用带 EXISTS谓词的子查询替换： SELECT Sno， Sname， Sdept FROM Student S1 WHERE EXISTS (SELECT * FROM Student S2 WHERE S2.Sdept = S1.Sdept AND S2.Sna

35、me = 刘晨 )； An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 例 46 查询选修了全部课程的学生姓名 。 SELECT Sname FROM Student WHERE NOT EXISTS （ SELECT * FROM Course WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SC WHERE Sno= Student.Sno AND Cno= Course.Cno ） ） ； An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 用 EXIST

36、S/NOT EXISTS实现逻辑蕴函 (难点 ) SQL语言中没有蕴函 (Implication)逻辑运算 可以利用谓词演算将逻辑蕴函谓词等价转换为： p q p q An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 例 47查询至少选修了学生 200215122选修的全部课程的学 生号码。 解题思路： 用逻辑蕴函表达：查询学号为 x的学生，对所有的课程 y，只要 200215122学生选修了课程 y，则 x也选修了 y。 形式化表示： 用 P表示谓词 “学生 200215122选修了课程 y” 用 q表示谓词 “学生 x选修了课程

37、y” 则上述查询为 : (y) p q An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 等价变换： (y)p q (y (p q ) (y ( p q) ) y(p q) 变换后语义：不存在这样的课程 y，学生 200215122选修了 y，而学生 x没有选。 An Introduction to Database System 带有 EXISTS谓词的子查询 (续） 用 NOT EXISTS谓词表示 ： SELECT DISTINCT Sno FROM SC SCX WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM

38、SC SCY WHERE SCY.Sno = 200215122 AND NOT EXISTS (SELECT * FROM SC SCZ WHERE SCZ.Sno=SCX.Sno AND SCZ.Cno=SCY.Cno)； An Introduction to Database System 3.4 数据查询 3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式 An Introduction to Database System 3.4.4 集合查询 集合操作的种类 并操作 UNION 交操作 INTERSECT

39、差操作 EXCEPT 参加集合操作的各查询结果的列数必须相同；对 应项的数据类型也必须相同 An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 48 查询计算机科学系的学生及年龄不大于 19岁的学生。 方法一： SELECT * FROM Student WHERE Sdept= CS UNION SELECT * FROM Student WHERE Sage=19； UNION：将多个查询结果合并起来时，系统自动去掉重复元组。 UNION ALL：将多个查询结果合并起来时，保留重复元组 An Introduction to Database Syste

40、m 集合查询（续） 方法二： SELECT DISTINCT * FROM Student WHERE Sdept= CS OR Sage=19； An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 49 查询选修了课程 1或者选修了课程 2的学生。 SELECT Sno FROM SC WHERE Cno= 1 UNION SELECT Sno FROM SC WHERE Cno= 2 ； An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 50 查询计算机科学系的学生与年龄不大于 19岁 的学生的交集 SELECT

41、 * FROM Student WHERE Sdept=CS INTERSECT SELECT * FROM Student WHERE Sage=19 An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 50 实际上就是查询计算机科学系中年龄不大 于 19岁的学生 SELECT * FROM Student WHERE Sdept= CS AND Sage=19； An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 51 查询选修课程 1的学生集合与选修课程 2的学生集 合的交集 SELECT Sno FROM SC

42、 WHERE Cno= 1 INTERSECT SELECT Sno FROM SC WHERE Cno=2 ； An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 51实际上是查询既选修了课程 1又选修了课程 2 的学生 SELECT Sno FROM SC WHERE Cno= 1 AND Sno IN (SELECT Sno FROM SC WHERE Cno= 2 )； An Introduction to Database System 集合查询（续） 例 52 查询计算机科学系的学生与年龄不大于 19岁的学 生的差集。 SELECT * FRO

43、M Student WHERE Sdept=CS EXCEPT SELECT * FROM Student WHERE Sage 19； An Introduction to Database System 3.4 数据查询 3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5 Select语句的一般形式 An Introduction to Database System 3.4.5 SELECT语句的一般格式 SELECT ALL|DISTINCT 别名 ， 别名 FROM 别名 ， 别名 WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY ASC|DESC An Introduction to Database System 下课了。 休息一会儿。