MySQL基础02
一. 函数
在 MySQL 中，函数是用于对数据进行特定处理或计算的工具，根据作用范围和返回结果的不同，主要分为单行函数和聚合函数（又称分组函数）。以下是详细介绍：
1.单行函数
单行函数对每一行数据单独处理，每行返回一个结果，常见类型包括字符串函数、数值函数、日期函数、流程控制函数等。
1.） 字符串函数
用于处理字符串类型数据，常见函数如下：
| 函数 | 功能描述 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
CONCAT(str1, str2,...) | 拼接多个字符串（若有一个参数为NULL，结果为NULL） | CONCAT('MySQL', ' ', '函数') | MySQL 函数 |
CONCAT_WS(sep, str1, str2,...) | 用分隔符sep拼接字符串（忽略NULL） | CONCAT_WS('-', '2023', '10', '05') | 2023-10-05 |
LENGTH(str) | 返回字符串的字节数（受字符集影响，UTF-8 中汉字占 3 字节） | LENGTH('中国') | 6 |
CHAR_LENGTH(str) | 返回字符串的字符数（与字符集无关） | CHAR_LENGTH('中国') | 2 |
UPPER(str) | 将字符串转为大写 | UPPER('mysql') | MYSQL |
LOWER(str) | 将字符串转为小写 | LOWER('MYSQL') | mysql |
SUBSTRING(str, pos, len) | 从pos位置（起始为 1）截取长度为len的子串（省略len则取到末尾） | SUBSTRING('HelloWorld', 7, 3) | orl |
TRIM(str) | 去除字符串两端的空格（TRIM(指定字符 FROM str)可去除指定字符） | TRIM(' MySQL ') | MySQL |
REPLACE(str, old, new) | 将str中所有old子串替换为new | REPLACE('abc123abc', 'abc', 'x') | x123x |
INSTR(str, substr) | 返回substr在str中首次出现的位置（无则返回 0） | INSTR('abcde', 'cd') | 3 |
2.） 数值函数
用于数值计算，常见函数如下：
| 函数 | 功能描述 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
ABS(x) | 返回x的绝对值 | ABS(-10) | 10 |
CEIL(x) | 向上取整（返回大于等于x的最小整数） | CEIL(3.2) | 4 |
FLOOR(x) | 向下取整（返回小于等于x的最大整数） | FLOOR(3.8) | 3 |
ROUND(x, d) | 四舍五入保留d位小数（d默认 0） | ROUND(3.1415, 2) | 3.14 |
MOD(x, y) | 返回x除以y的余数（同x % y） | MOD(10, 3) | 1 |
POWER(x, y) | 返回x的y次方 | POWER(2, 3) | 8 |
SQRT(x) | 返回x的平方根 | SQRT(16) | 4 |
3. ）日期函数
用于处理日期和时间类型数据，常见函数如下：
| 函数 | 功能描述 | 示例 | 结果（假设当前时间为 2023-10-05 15:30:00） |
|---|---|---|---|
NOW() | 返回当前日期和时间（YYYY-MM-DD HH:MM:SS） | NOW() | 2023-10-05 15:30:00 |
CURDATE() | 返回当前日期（YYYY-MM-DD） | CURDATE() | 2023-10-05 |
CURTIME() | 返回当前时间（HH:MM:SS） | CURTIME() | 15:30:00 |
YEAR(date) | 提取日期中的年份 | YEAR('2023-10-05') | 2023 |
MONTH(date) | 提取日期中的月份 | MONTH('2023-10-05') | 10 |
DAY(date) | 提取日期中的日 | DAY('2023-10-05') | 5 |
HOUR(time) | 提取时间中的小时 | HOUR('15:30:00') | 15 |
DATEDIFF(date1, date2) | 返回date1 - date2的天数差 | DATEDIFF('2023-10-05', '2023-10-01') | 4 |
DATE_ADD(date, INTERVAL expr unit) | 给日期添加指定时间间隔（unit：YEAR、MONTH、DAY 等） | DATE_ADD('2023-10-05', INTERVAL 3 DAY) | 2023-10-08 |
DATE_FORMAT(date, format) | 将日期按format格式转换为字符串（%Y年、%m月、%d日等） | DATE_FORMAT('2023-10-05', '%Y年%m月%d日') | 2023-10-05 |
4. ）流程控制函数
用于实现条件判断逻辑，类似编程语言中的if-else：
| 函数 | 功能描述 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
IF(expr, v1, v2) | 若expr为真（非 0/NULL），返回v1，否则返回v2 | IF(10 > 5, '是', '否') | 是 |
IFNULL(v1, v2) | 若v1不为NULL，返回v1，否则返回v2（处理 NULL 值） | IFNULL(NULL, '空值') | 空值 |
CASE | 多条件判断（类似switch-case） | CASE 分数<br>WHEN 90 THEN '优秀'<br>WHEN 80 THEN '良好'<br>ELSE '及格'<br>END | （根据分数返回对应等级） |
2.聚合函数（分组函数）
聚合函数用于对一组数据进行汇总计算，返回单一结果，通常与GROUP BY配合使用（若不分组，则默认对全表数据聚合）。常见聚合函数如下：
| 函数 | 功能描述 | 示例（表students含字段score） | 结果 |
|---|---|---|---|
COUNT(expr) | 统计非NULL值的数量（COUNT(*)统计所有行，包括NULL） | COUNT(score) | 分数非空的行数 |
SUM(expr) | 计算数值型字段的总和 | SUM(score) | 所有分数的总和 |
AVG(expr) | 计算数值型字段的平均值 | AVG(score) | 分数的平均值 |
MAX(expr) | 求字段的最大值 | MAX(score) | 最高分数 |
MIN(expr) | 求字段的最小值 | MIN(score) | 最低分数 |
注意事项：
聚合函数会自动忽略
NULL值（COUNT(*)除外）。若使用聚合函数时未加
GROUP BY，则整个表视为一组。SELECT子句中若有聚合函数，其他非聚合字段需出现在GROUP BY中（避免歧义）。
3.函数使用示例
字符串拼接与日期格式化：
SELECT CONCAT('姓名：', name) AS 姓名,DATE_FORMAT(birthday, '%Y年%m月%d日') AS 生日 FROM students;聚合函数统计：
SELECT COUNT(*) AS 总人数,AVG(score) AS 平均分,MAX(score) AS 最高分 FROM students;
条件判断：
SELECT name AS 姓名,score AS 分数,CASE WHEN score >= 90 THEN '优秀'WHEN score >= 80 THEN '良好'ELSE '及格'END AS 等级 FROM students;
二. 约束
在 MySQL 中，约束（Constraints）是用于限制表中数据的规则，确保数据的完整性、一致性和准确性。常见的 MySQL 约束包括以下几种：
主键约束（PRIMARY KEY）
唯一标识表中的每条记录
不能有重复值，且不能为 NULL
一个表只能有一个主键
CREATE TABLE students (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50) );
外键约束（FOREIGN KEY）
用于关联两个表，确保参照完整性
外键列的值必须匹配另一个表的主键列的值或为 NULL
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY,student_id INT,FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(id) );
唯一约束（UNIQUE）
确保列中的所有值都是唯一的
允许 NULL 值，但 NULL 只能出现一次
CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY,email VARCHAR(100) UNIQUE );
非空约束（NOT NULL）
确保列不能包含 NULL 值
CREATE TABLE employees (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50) NOT NULL,age INT );
检查约束（CHECK）
确保列中的值满足指定的条件
MySQL 8.0.16 及以上版本支持
CREATE TABLE products (id INT PRIMARY KEY,price DECIMAL(10,2) CHECK (price > 0) );
默认约束（DEFAULT）
为列指定默认值，如果插入数据时未指定该列的值，则使用默认值
CREATE TABLE customers (id INT PRIMARY KEY,country VARCHAR(50) DEFAULT 'China' );
三. 多表查询
多表查询是数据库操作中常用的技术，用于从两个或多个相关联的表中获取数据。在 MySQL 中，实现多表查询主要有以下几种方式：
多表关系
1. 一对一关系（One-to-One）
特点：两个表中的记录一一对应，一个表的一条记录只能与另一个表的一条记录关联。
适用场景：常用于拆分表结构（如将用户基本信息和详细信息分开存储），或关联具有强归属关系的数据。
实现方式：在任意一个表中添加外键，关联另一个表的主键，并设置外键为唯一（
UNIQUE）。
-- 示例：用户表（基本信息） CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL ); -- 用户详情表（一对一关联 users 表） CREATE TABLE user_profiles (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,user_id INT UNIQUE NOT NULL, -- 唯一外键，确保一对一real_name VARCHAR(50),phone VARCHAR(20),FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE );
2. 一对多关系（One-to-Many）
特点：一个表中的一条记录可以对应另一个表中的多条记录，但反向只能对应一条。
适用场景：最常见的关系（如 “部门 - 员工”“订单 - 订单项”）。
实现方式：在 “多” 的一方添加外键，关联 “一” 的一方的主键。
-- 示例：部门表（一的一方） CREATE TABLE departments (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,dept_name VARCHAR(50) NOT NULL ); -- 员工表（多的一方，关联部门表） CREATE TABLE employees (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,name VARCHAR(50) NOT NULL,dept_id INT, -- 外键关联部门表FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES departments(id) ON DELETE SET NULL );
3. 多对多关系（Many-to-Many）
特点：两个表中的记录可以互相对应多条记录（如 “学生 - 课程”：一个学生可选多门课，一门课可被多个学生选）。
适用场景：需要双向一对多的业务关系。
实现方式：通过中间表关联两个表，中间表至少包含两个外键，分别指向两个表的主键。
-- 示例：学生表 CREATE TABLE students (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,name VARCHAR(50) NOT NULL ); -- 课程表 CREATE TABLE courses (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,course_name VARCHAR(100) NOT NULL ); -- 中间表（关联学生和课程，实现多对多） CREATE TABLE student_courses (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,student_id INT NOT NULL,course_id INT NOT NULL,-- 联合唯一约束，避免重复关联UNIQUE KEY (student_id, course_id),FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(id) ON DELETE CASCADE,FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(id) ON DELETE CASCADE );
关系设计的注意事项
外键约束
强制关联关系，可选参数：
ON DELETE CASCADE：主表记录删除时，从表关联记录也删除ON DELETE SET NULL：主表记录删除时，从表外键设为NULL（需外键允许NULL）
避免循环依赖：多表关联时避免形成闭环（如 A 依赖 B，B 依赖 C，C 依赖 A），可能导致数据操作异常。
中间表设计：多对多的中间表可额外添加字段（如 “学生选课表” 可加
score字段记录成绩）。
1. 交叉连接（CROSS JOIN）
返回两个表的笛卡尔积（所有可能的组合），通常需要配合 WHERE 条件过滤无意义的记录。
-- 语法 SELECT 列名 FROM 表1 CROSS JOIN 表2 [WHERE 条件]; -- 示例：查询学生和他们的课程（未过滤前是所有学生与所有课程的组合） SELECT students.name, courses.course_name FROM students CROSS JOIN courses WHERE students.id = courses.student_id; -- 过滤出有效的关联记录
2. 内连接（INNER JOIN）
只返回两个表中满足连接条件的记录（即匹配的记录），是最常用的连接方式。
-- 语法 SELECT 列名 FROM 表1 INNER JOIN 表2 ON 连接条件;-- 示例：查询学生及其选修的课程（只显示有选课记录的学生） SELECT students.name, courses.course_name FROM students INNER JOIN courses ON students.id = courses.student_id;
3. 外连接（OUTER JOIN）
返回一个表的所有记录，以及另一个表中满足条件的匹配记录。外连接分为：
左外连接（LEFT JOIN / LEFT OUTER JOIN）：返回左表所有记录 + 右表匹配记录
右外连接（RIGHT JOIN / RIGHT OUTER JOIN）：返回右表所有记录 + 左表匹配记录
全外连接（FULL JOIN）：返回两个表的所有记录（MySQL 不直接支持，需用
UNION模拟）
-- 左外连接示例：查询所有学生及其选修的课程（包括未选课的学生） SELECT students.name, courses.course_name FROM students LEFT JOIN courses ON students.id = courses.student_id; -- 右外连接示例：查询所有课程及选修该课程的学生（包括无学生选修的课程） SELECT students.name, courses.course_name FROM students RIGHT JOIN courses ON students.id = courses.student_id;
4. 自连接（SELF JOIN）
将表与自身进行连接，通常用于查询表中具有层级或关联关系的数据（如员工与上司）。
-- 示例：查询员工及其直属上司的姓名（假设 employees 表中有 manager_id 关联上司ID） SELECT e.name AS 员工, m.name AS 上司 FROM employees e LEFT JOIN employees m ON e.manager_id = m.id;
5. 联合查询（UNION / UNION ALL）
用于合并多个 SELECT 语句的结果集，要求列数和数据类型一致。
UNION：去除重复记录UNION ALL：保留所有记录（包括重复）
-- 示例：合并两个查询结果（查询10岁以下和20岁以上的学生） SELECT name, age FROM students WHERE age < 10 UNION SELECT name, age FROM students WHERE age > 20;
子查询（Subquery）是嵌套在另一个 SQL 语句中的查询，也称为内部查询，而包含子查询的语句称为外部查询。子查询通常用于为主查询提供数据或条件，可使复杂查询逻辑更清晰。
子查询的基本特点
子查询必须用括号
()包裹子查询通常放在
WHERE、FROM或SELECT子句中子查询的结果可以是单个值、一行、一列或多行
常见子查询类型及示例
1. 返回单个值的子查询（标量子查询）
常用于 WHERE 子句中，配合比较运算符（=, >, <, >=, <= 等）使用。
-- 示例：查询与"张三"同龄的学生 SELECT name, age FROM students WHERE age = (SELECT age FROM students WHERE name = '张三');
2. 返回一列值的子查询（列子查询）
通常与 IN、NOT IN、ANY、ALL 等关键字配合使用
-- 示例1：查询选修了"数学"课程的学生（使用IN） SELECT name FROM students WHERE id IN (SELECT student_id FROM courses WHERE course_name = '数学' ); -- 示例2：查询年龄大于所有女生的男生（使用ALL） SELECT name, age FROM students WHERE gender = '男' AND age > ALL (SELECT age FROM students WHERE gender = '女');
3. 返回多行多列的子查询（表子查询）
可作为一个临时表，用于 FROM 子句中（通常需要起别名）。
-- 示例：查询每个班级的平均年龄及班级信息 SELECT classes.class_name, avg_ages.avg_age FROM classes JOIN (SELECT class_id, AVG(age) AS avg_age FROM students GROUP BY class_id ) AS avg_ages ON classes.id = avg_ages.class_id;
4. EXISTS 子查询
用于判断子查询是否返回结果，返回 TRUE 或 FALSE，不关心具体数据。
-- 示例：查询有选修课程的学生（存在选课记录） SELECT name FROM students s WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM courses c WHERE c.student_id = s.id );
5. 嵌套子查询
子查询中可以再包含子查询，形成多层嵌套（但建议层数不宜过多，以免影响性能）。
-- 示例：查询选修了"张三"所选全部课程的学生 SELECT DISTINCT s.name FROM students s JOIN courses c ON s.id = c.student_id WHERE c.course_name IN (SELECT course_name FROM courses WHERE student_id = (SELECT id FROM students WHERE name = '张三') ) GROUP BY s.name HAVING COUNT(c.course_name) = (SELECT COUNT(*) FROM courses WHERE student_id = (SELECT id FROM students WHERE name = '张三') );
子查询的注意事项
性能问题：复杂子查询可能影响效率，可尝试用
JOIN改写（部分场景下JOIN性能更优）。关联子查询与非关联子查询
：
非关联子查询：独立于外部查询，只执行一次
关联子查询：依赖外部查询的字段，可能执行多次（每行一次）
SELECT子句中的子查询：只能返回单个值，用于为结果集增加计算列。
多表查询的注意事项
表别名：使用
AS为表起别名（可省略AS），简化 SQL 语句。列名冲突：当多表中有同名列时，需用
表名.列名或别名.列名区分（如students.id）。性能优化：对连接条件中的列建立索引，避免不必要的
SELECT *，减少数据扫描量。
四. 事务
在 MySQL 中，事务（Transaction）是一组数据库操作的集合，这些操作要么全部成功执行，要么全部失败回滚，以此保证数据的一致性和完整性。事务是数据库管理系统（DBMS）处理并发操作和故障恢复的核心机制。
MySQL 事务的 ACID 特性
事务必须满足以下四个基本特性，即 ACID 特性：
原子性（Atomicity） 事务中的所有操作要么全部执行成功，要么全部失败回滚（Rollback），不会出现部分执行的情况。 例如：转账操作中，“A 账户扣款” 和 “B 账户到账” 必须同时成功或同时失败。
一致性（Consistency） 事务执行前后，数据库从一个一致的状态转变为另一个一致的状态，数据规则（如约束、逻辑关系）不会被破坏。 例如：转账前后，A 和 B 的账户总金额保持不变。
隔离性（Isolation） 多个事务并发执行时，一个事务的操作不会被其他事务干扰，各事务之间相互隔离。 MySQL 通过隔离级别控制并发事务的交互程度（见下文）。
持久性（Durability） 事务一旦提交（Commit），其对数据的修改会永久保存到数据库中，即使系统崩溃也不会丢失。
MySQL 事务的操作语法
MySQL 中，事务的基本操作通过以下 SQL 命令实现：
开启事务 关闭自动提交模式，后续操作将纳入事务管理：
START TRANSACTION; -- 或 BEGIN;
执行操作 执行一系列 SQL 语句（如 INSERT、UPDATE、DELETE 等）：
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1; -- A账户扣款 UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2; -- B账户到账
提交事务 确认所有操作成功，将修改永久保存到数据库：
COMMIT;
回滚事务 若操作失败，撤销所有已执行的修改，恢复到事务开始前的状态：
ROLLBACK;
设置保存点（可选） 在事务中设置中间点，可回滚到指定保存点（而非整个事务）：
SAVEPOINT sp1; -- 创建保存点 sp1 ROLLBACK TO sp1; -- 回滚到 sp1
MySQL 事务的隔离级别
多个事务并发执行时，可能出现 脏读、不可重复读、幻读 等问题。MySQL 定义了四种隔离级别（从低到高），用于平衡隔离性和并发性能：
读未提交（READ UNCOMMITTED） 最低隔离级别，一个事务可读取另一个未提交的修改。可能导致 脏读（读取到未提交的无效数据）。
读已提交（READ COMMITTED） 一个事务只能读取另一个已提交的修改，避免 脏读，但可能出现 不可重复读（同一事务中多次读取同一数据，结果不一致）。 这是大多数数据库的默认级别（如 Oracle）。
可重复读（REPEATABLE READ） MySQL 的默认隔离级别。保证同一事务中多次读取同一数据的结果一致，避免 脏读 和 不可重复读，但可能出现 幻读（事务执行中，其他事务新增的数据被读取到）。
串行化（SERIALIZABLE） 最高隔离级别，强制事务串行执行（类似单线程），避免所有并发问题，但性能最差。
查看和设置隔离级别
查看当前隔离级别：
-- 查看全局隔离级别 SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation; -- 查看当前会话隔离级别 SELECT @@SESSION.transaction_isolation;
设置隔离级别（需有足够权限）：
-- 设置全局隔离级别（对新会话生效） SET GLOBAL transaction_isolation = 'READ COMMITTED'; -- 设置当前会话隔离级别 SET SESSION transaction_isolation = 'REPEATABLE READ';
注意事项
存储引擎支持：MySQL 中，只有 InnoDB 存储引擎支持事务，MyISAM 等引擎不支持。
自动提交：MySQL 默认开启
AUTOCOMMIT=1（每条 SQL 自动作为一个事务提交），开启事务后需手动提交或回滚。锁机制：事务的隔离性通过 InnoDB 的锁机制（如行锁、表锁）和 MVCC（多版本并发控制）实现。