数据库知识整理——SQL数据查询（2）

SQL语言对数据库的操作十分灵活、方便，原因在于 SELECT 语句中成分丰富多样的元组，有许多可选形式，尤其是目标列和条件表达式。

SELECT基本结构

语句格式：

注意点：SOL 查询中的子句顺序为 SELECT、FROM、WHERE、GROUP BY、HAVING 和 ORDERBY。其中，SELECT、FROM 是必需的，HAVING 条件子句只能与 GROUP BY 搭配起来使用。

• SELECT子句：列出查询的属性、或者对应属性的聚合函数（如AVG、COUNT、MAX、MIN、SUM）。
• FROM子句：指定查询操作的数据表或视图，当存在多个表时，会首先执行笛卡尔积操作。
• WHERE子句：过滤行数据的条件，常用运算符：=, <>, >, <, >=, <=, BETWEEN, LIKE, IN, IS NULL等，后面不能跟聚合函数
• GROUP BY 子句：对结果集进行分组
• HAVING 子句：对分组后的结果进行过滤，通常与聚合函数一起使用
• ORDER BY 子句：对结果集进行排序

一个简单示例

对应的关系代数表达式：

上一章节中我们回顾了简单查询、内连接查询、外连接查询等查询方法，这一章节将继续补充其他的几种查询方式。

子查询

子查询也称嵌套查询。嵌套查询是指一个SELECT-FROM-WHERE 查询块可以嵌入另一个查询块之中。在 SOL 中允许多重嵌套。

例如：检索选修了课程名“MS”的学生的学号和姓名，可用连接查询和嵌套查询实现

SELECT Sno，Sname
FROM S
WHERE Sno IN (SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno IN (SELECT Cno
FROM C
WHERECname-' MS'))

子查询还存在其他的变体：

相关子查询

相关子查询（Correlated Subquery）是一种嵌套查询，其特点在于子查询的执行依赖于外部查询的每一行数据。与普通子查询不同，相关子查询会为外部查询的每一行单独执行一次，通过引用外部查询的列来建立关联关系。

例子：查找工资高于部门平均工资的员工

SELECT e1.employee_id, e1.salary, e1.department_id
FROM employees e1
WHERE e1.salary > (SELECT AVG(e2.salary)FROM employees e2WHERE e2.department_id = e1.department_id
);

EXISTS子查询

EXISTS子查询是一种SQL条件运算符，用于检查子查询是否返回至少一行结果。若子查询结果非空，EXISTS返回TRUE，否则返回FALSE。通常用于替代IN子查询，尤其在处理大数据集时性能更优。

例子：查询存在订单的客户

SELECT customer_id, name
FROM customers c
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM orders o WHERE o.customer_id = c.customer_id
);

聚集函数

聚集函数是以一个值的集合为输入，返回单个值的函数。SQL 提供了5个预定义聚集函数:平均值 AVG、最小值 MIN、最大值 MAX、求和 SUM 以及计数 COUNT。

注意点：

• 不可直接在 WHERE 子句中使用，需通过 HAVING 过滤聚合结果。
• 聚集函数忽略 NULL 值（COUNT(*) 除外）。
• 使用 DISTINCT 排除重复值。

使用 ANY 和 AIL， 谓词必须同时使用比较运算符，其含义及等价的转换关系如下图所示。
用聚集函数实现子査询通常比直接用 AIL 或 ANY 查询效率要高。

例子：

• 查询课程 C1的最高分和最低分以及高低分之间的差距

SELECT MAX(G),MIN(G),MAX(G)-MIN(G)
FROM Sc
WHERE Cno='C1'

• 查询其他系比计算机系CS所有学生年龄都要小的学生的姓名及年龄。

SELECTSname, Age
FROM S
WHERE Age<ALL(SELECT Age
FROM S
WHERE SD='CS’)
AND SD<>'CS'

分组查询

GROUP BY子句

在 WHERE 子句后面加上 GROUP BY 子句可以对元组进行分组，保留字 GROUP BY 后面跟着一个分组属性列表。最简单的情况是 FROM 子句后面只有一个关系,根据分组属性对它的元组进行分组。SELECT 子句中使用的聚集操作符仅用在每个分组上。

注意点：

• ORDER BY可对聚合结果排序，但需注意字段是否在SELECT列表中

例子：学生数据库中的 SC 关系，查询每个学生的平均成绩。

SELECT Sno,AVG(Grade)
FROM SC
GROUP BY Sno

HAVING 子句

假如元组在分组前按照某种方式加上限制，使得不需要的分组为空，在 GROUP BY 子句后面跟一个 HAVING 子句即可。

注意项：

• 空值在任何聚集操作中被忽视。它对求和、求平均值和计数都没有影响。它也不能是某列的最大值或最小值。例如，COUNT(*)是某个关系中所有元组数目之和，但 COUNT(A)却是A属性非空的元组个数之和。
• NULL 值又可以在分组属性中看作是一个一般的值。例如，在 SELECT A,AVG(B) FORMR 中，当A的属性值为空时，就会统计 A-NULL,的所有元组中 B的均值。

例子：

供应商数据库中的 S、P、J、SPJ 关系，查询某工程至少用了三家供应商(包含三家)供应的零件的平均数量，并按工程号的降序排列。

SELECT Jno, AVG(Qty)
FROM SPJ
GROUP BY Jno
HAVING COUNT(DISTINCT(Sno))>2 
ORDER BY Jno DESC;

执行结果：

视图查询

针对视图进行的查询操作，与基本表的操作大致相同。

注意点：

• 系统执行该语句时，通常先将其转换成等价的对基本表的查询，然后执行查询语句。

例子：建立“计算机系”(CS 表示计算机系)学生的视图，并要求进行修改、插入操作时保证该视图只有计算机系的学生。

CREATE VIEW CS-STUDENT
AS SELECT Sno, Sname, Sage, Sex
FROM Student
WHERE SD='CS'
WITH CHECK OPTION:

此时查询计算机系年龄小于 20 岁的学生的学号及年龄的 SQL 语句如下:

SELECT Sno, Age FORM CS-STUDENT WHERE SD-'CS' AND Age<20;

字符串操作查询

对于字符串进行的最常用的操作是使用操作符LIKE的模式匹配。使用两个特殊的字符来描述模式：

• %：匹配任意字符串
• _：匹配任意一个字符

注意点：

• 该操作是大小写敏感的
• “_”匹配只含两个字符的字符串；“_%”匹配至少包含两个字符的字符串。
• Marry%匹配任何以 Marry 开头的字符串；%idge%匹配任何包含 idge 的字符串，例如Marryidge、Rock Ridge、Mianus Bridge 和 Ridgeway。

例子：

学生关系模式为(Sno,Sname,Sex,SD,Age,Add)，其中，Sno 为学号，Sname 为姓名，Sex 为性别，SD为所在系，Age为年龄，Add为家庭住址。

(1)家庭住址包含“科技路”的学生的姓名。

SELECT Sname
FROM S
WHERE Add LIKE'%科技路%'

(2)名字为“晓军”的学生的姓名、年龄和所在系。

SELECT Sname,Age,SD
FROM S
WHERE Sname LIKE'_晓军'

为了使模式中包含特殊模式字符(即%和_)，在 SOL 中允许使用 ESCAPE 关键词来定义转义符。转义符紧靠着特殊字符，并放在它的前面，表示该特殊字符被当成普通字符。例如，在 LIKE 比较中使用 ESCAPE 关键词来定义转义符，例如使用反斜杠“\”作为转义符：

• LIKE 'ab\%cd%'ESCAPE '\'，匹配所有以 ab%cd 开头的字符串
• LIKE 'ab\\cd%'ESCAPE '\'，匹配所有以 ab\cd 开头的字符串。