關(guān)係資料庫語言SQL

3.1SQL的體系結(jié)構(gòu)

3.1.1SQL的產(chǎn)生與發(fā)展

3.1.2SQL資料庫的體系結(jié)構(gòu)

3.1.3

SQL的組成

返回SQL的產(chǎn)生與發(fā)展

1970年，美國IBM研究中心的E.F.Codd連續(xù)發(fā)表多篇論文，提出關(guān)係模型。1972年，IBM公司開始研製實(shí)驗(yàn)型關(guān)係資料庫管理系統(tǒng)SYSTEMR，配製的查詢語言稱為SQUARE(SpecifyingQueriesAsRelationalExpression)語言，在語言中使用了較多的數(shù)學(xué)符號。1974年，Boyce和Chamberlin把SQUARE修改為SEQUEL(StructuredEnglishQUEryLanguage)語言。後來SEQUEL簡稱為SQL(StructuredQueryLanguage)，即“結(jié)構(gòu)式查詢語言”，SQL的發(fā)音仍為“sequel”?，F(xiàn)在SQL已經(jīng)成為一個標(biāo)準(zhǔn)。SQL資料庫的體系結(jié)構(gòu)

用戶1用戶2用戶3用戶4視圖1視圖1基本表1基本表2基本表3基本表4存儲檔1存儲檔2存儲檔3存儲檔4圖3.1SQL資料庫的體系結(jié)構(gòu)SQL用戶ViewBasetableStoredfileSQL的組成

核心SQL主要有四個部分: (1)數(shù)據(jù)定義語言，即SQLDDL，用於定義SQL模式、基本表、視圖、索引等結(jié)構(gòu)。

(2)數(shù)據(jù)操縱語言，即SQLDML。數(shù)據(jù)操縱分成數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新兩類。其中數(shù)據(jù)更新又分成插入、刪除和修改三種操作。

(3)嵌入式SQL語言的使用規(guī)定。這一部分內(nèi)容涉及到SQL語句嵌入在宿主語言程式中的規(guī)則。

(4)數(shù)據(jù)控制語言，即SQLDCL，這一部分包括對基本表和視圖的授權(quán)、完整性規(guī)則的描述、事務(wù)控制等內(nèi)容。返回3.2SQL的數(shù)據(jù)定義

3.2.1SQL模式的創(chuàng)建和撤銷

3.2.2基本數(shù)據(jù)類型

3.2.3基本表的創(chuàng)建、修改和撤銷

3.2.4索引的創(chuàng)建和撤銷

返回SQL模式的創(chuàng)建和撤銷

SQL模式的創(chuàng)建可用CREATESCHEMA語句定義，其基本句法如下：

CREATESCHEMA〈模式名〉A(chǔ)UTHORIZATION〈用戶名〉

DROP語句的句法如下：

DROPSCHEMA〈模式名〉［CASCADE│RESTRICT］其方式有兩種：

CASCADE(級聯(lián)式)方式。

RESTRICT(約束式)方式。

基本數(shù)據(jù)類型

SQL提供的主要數(shù)據(jù)類型(也稱為“域類型”)有：（1）數(shù)值型（2）字串型

(3)位串型

(4)時間型返回基本表的創(chuàng)建、修改和撤銷

(1)

基本表的創(chuàng)建

例3.1

基本表SS（S#，SNAME，AGE，SEX）可用下列語句創(chuàng)建：

CREATETABLES (S# CHAR(4)NOTNULL，

SNAMECHAR(8)NOTNULL，

AGE CHAR(1)，

SEX CHAR(1), PRIMARYKEY(S#))；基本表的創(chuàng)建、修改和撤銷(2)基本表結(jié)構(gòu)的修改增加新的列用“ALTER…ADD…”語句，其句法如下：

ALTERTABLE<基本表名>ADD<列名><類型>

刪除原有的列用“ALTER…DROP…”語句，句法如下：

ALTERTABLE<基本表名>DROP<列名>［CASCADE│RESTRICT］此處CASCADE方式表示：在基本表中刪除某列時，所有引用到該列的視圖和約束也要一起自動地被刪除。而RESTRICT方式表示在沒有視圖或約束引用該屬性時，才能在基本表中刪除該列，否則拒絕刪除操作。

基本表的創(chuàng)建、修改和撤銷(3)

例3.2在基本表S中增加一個地址（ADDRESS）列，可用下列語句：

ALTERTABLESADDADDRESSVARCHAR（30）；

應(yīng)注意，新增加的列不能定義為“NOTNULL”。基本表在增加一列後，原有元組在新增加的列上的值都被定義為空值（NULL）。例3.3在基本表S中刪除年齡（AGE）列，並且把引用該列的所有視圖和約束也一起刪除，可用下列語句：

ALTERTABLESDROPAGECASCADE；例3.4在基本表S中S#的長度修改為6，可用下列語句：

ALTERTABLESMODIFYS#CHAR（6）；

基本表的創(chuàng)建、修改和撤銷(4)基本表的撤銷撤銷語句的句法如下：

DROPTABLE<基本表名>［CASCADE│RESTRICT］此處的CASCADE、RESTRICT的語義同前面句法中的語義一樣。

返回索引的創(chuàng)建和撤銷

索引的創(chuàng)建 創(chuàng)建索引可用“CREATEINDEX”語句實(shí)現(xiàn)。其句法如下：

CREATE［UNIQUE］INDEX<索引名>ON<基本表名>（列名表）

索引的撤銷 當(dāng)索引不需要時，可以用“DROPINDEX”語句撤銷，其句法如下：

DROPINDEX<索引名>返回3.3SQL的數(shù)據(jù)查詢

3.3.1

SELECT查詢語句

3.3.2

SELECT語句完整的句法

3.3.3

SELECT語句中的限定

3.3.4

基本表的聯(lián)接操作

3.3.5

SQL3中的遞歸查詢

返回SELECT查詢語句

(1)SELECT—FROM—WHERE句型 在關(guān)係代數(shù)中最常用的式子是下列運(yùn)算式：πA1,…,An(σF(R1×…×Rm))

這裏R1、…、Rm為關(guān)係，F(xiàn)是公式，A1、…、An為屬性。 針對上述運(yùn)算式，SQL為此設(shè)計(jì)了SELECT—FROM—WHERE句型：

SELECTA1，…，An FROMR1，…，Rm

WHEREF

這個句型是從關(guān)係代數(shù)運(yùn)算式演變來的，但WHERE子句中的條件運(yùn)算式F要比關(guān)係代數(shù)中公式更靈活。SELECT查詢語句

(2)SELECT句型使用實(shí)例 例3.8教學(xué)數(shù)據(jù)中有三個基本表（關(guān)係）：

S（S#，SNAME，AGE，SEX）

SC（S#，C#，GRADE）

C（C#，CNAME，TEACHER）

下麵用SELECT查詢語句表達(dá)每個查詢。

①檢索學(xué)習(xí)課程號為C2的學(xué)生學(xué)號與成績。

②檢索學(xué)習(xí)課程號為C2的學(xué)生學(xué)號與姓名。

③檢索選修課程名為MATHS的學(xué)生學(xué)號與姓名。

④檢索選修課程號為C2或C4的學(xué)生學(xué)號。

⑤檢索至少選修課程號為C2和C4的學(xué)生學(xué)號。SELECT查詢語句

(3)SELECT語句的圖示形式

例3.9對於例3.8中的第二個查詢語句的圖示形式如下所述。SELECT查詢語句

(4)

聚合函數(shù)

COUNT（*）計(jì)算元組的個數(shù)COUNT（列名）對一列中的值計(jì)算個數(shù)SUM（列名）求某一列值的總和（此列的值必須是數(shù)值型）AVG（列名）求某一列值的平均值（此列的值必須是數(shù)值型）MAX（列名）求某一列值的最大值MIN（列名）求某一列值的最小值返回SELECT語句完整的句法

(1)SELECT語句完整的句法如下：

SELECT目標(biāo)表的列名或列表達(dá)式序列

FROM基本表名和（或）視圖序列

[WHERE行條件運(yùn)算式][GROUPBY列名序列

[HAVING組條件運(yùn)算式]][ORDERBY列名[ASC|DESC]，…]

SELECT語句完整的句法(2)整個語句的執(zhí)行過程如下：（1）讀取FROM子句中基本表、視圖的數(shù)據(jù)，執(zhí)行笛卡爾積操作。（2）選取滿足WHERE子句中給出的條件運(yùn)算式的元組。（3）按GROUP子句中指定列的值分組，同時提取滿足HAVING子句中組條件運(yùn)算式的那些組。（4）按SELECT子句中給出的列名或列表達(dá)式求值輸出。（5）ORDER子句對輸出的目標(biāo)表進(jìn)行排序，按附加說明ASC昇冪排列，或按DESC降序排列。SELECT語句完整的句法

(3)例3.11對教學(xué)資料庫的基本表S、SC、C中數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和計(jì)算。①統(tǒng)計(jì)每一年齡選修課程的學(xué)生人數(shù)SELECTAGE，COUNT（DISTINCTS.S#）FROMS，SCWHERES.S#=SC.S#GROUPBYAGE；由於要統(tǒng)計(jì)每一個年齡的學(xué)生人數(shù)，因此要把滿足WHERE子句中條件的查詢結(jié)果按年齡分組，在每一組中的學(xué)生年齡相同。此時的SELECT子句應(yīng)對每一組分開進(jìn)行操作，在每一組中，年齡只有一個值，統(tǒng)計(jì)的人數(shù)是這一組中的學(xué)生人數(shù)。SELECT語句完整的句法

(4)②求基本表S中男同學(xué)的每一年齡組（超過50人）有多少人？要求查詢結(jié)果按人數(shù)昇冪排列，人數(shù)相同按年齡降序排列。

SELECTAGE，COUNT（S#）

FROMS WHERESEX='M' GROUPBYAGE HAVINGCOUNT（*）>50 ORDERBY2，AGEDESC；返回SELECT語句中的限定

(1)

SELECT子句中的規(guī)定

SELECT子句描述查詢輸出的表格結(jié)構(gòu)，即輸出值的列名或運(yùn)算式。其形式如下：

SELECT[ALL|DISTINCT]<列名或列表達(dá)式序列>|*

條件運(yùn)算式中的算術(shù)比較操作條件運(yùn)算式中可出現(xiàn)算術(shù)比較運(yùn)算符（＜，＜＝，＞，＞＝，＝，!＝），也可以用“BETWEEN…AND…”比較運(yùn)算符限定一個值的範(fàn)圍。列和基本表的改名操作SELECT語句中的限定

(2)字串的匹配操作 條件運(yùn)算式中字串匹配操作符是“LIKE”。在運(yùn)算式中可使用兩個通配符： 百分號（%）：與零個或多個字元組成的字串匹配。 下劃線（_）：與單個字元匹配。集合的並、交、差操作當(dāng)兩個子查詢結(jié)果的結(jié)構(gòu)完全一致時，可以讓這兩個子查詢執(zhí)行並、交、差操作。並、交、差的運(yùn)算符為UNION、INTERSECT和EXCEPT。

空值的比較操作

SQL中允許列值為空，空值用保留字NULL表示。

SELECT語句中的限定

(3)集合的比較操作

SQL提供SELECT語句的嵌套子查詢機(jī)制。子查詢是嵌套在另一個查詢中的SELECT語句。

（1）集合成員資格的比較（2）集合成員的算術(shù)比較（3）空關(guān)係的測試（4）重複元組的測試導(dǎo)出表的使用

SQL2允許在FROM子句中使用子查詢。如果在FROM子句中使用了子查詢，那麼要給子查詢的結(jié)果起個表名和相應(yīng)的列名。

返回基本表的聯(lián)接操作

基本表的聯(lián)接操作

(例)SQL3中的遞歸查詢

例3.23

C1（BASIC）C3（COBOL）C2（FORTRAN）C5（C）C4（PASCAL）C9（PL/I）C8（VC++）C6（Ada）C7（C++）圖3.13課程之間的先修與後繼的聯(lián)繫（箭尾指向的課程是箭頭指向課程的直接先修課）返回3.4數(shù)據(jù)更新

3.4.1數(shù)據(jù)插入

3.4.2

數(shù)據(jù)刪除

3.4.3數(shù)據(jù)修改

返回?cái)?shù)據(jù)插入

（1）單元組的插入

INSERTINTO基本表名[（列名表）] VALUES（元組值）（2）多元組的插入

INSERTINTO基本表名[（列名表）]

VALUES（元組值），（元組值），……，（元組值）

(3)查詢結(jié)果的插入

INSERTINTO 基本表名[(列名表)]＜SELECT查詢語句＞這個語句可把一個SELECT語句的查詢結(jié)果插到某個基本表中。（4）表的插入

INSERTINTO 基本表名1[（列名表）]TABLE基本表名2

這個語句可把基本表2的值插入到基本表1中。數(shù)據(jù)刪除

SQL的刪除操作是指從基本表中刪除元組，其句法如下：

DELETEFROM基本表名

[WHERE條件運(yùn)算式]

其語義是從基本表中刪除滿足條件運(yùn)算式的元組。刪除語句實(shí)際上是“SELECT*FROM基本表名[WHERE條件運(yùn)算式]”和DELETE操作的結(jié)合，每找到一個元組，就把它刪去。應(yīng)該注意，DELETE語句只能從一個基本表中刪除元組。WHERE子句中條件可以嵌套，也可以是來自幾個基本表的複合條件。數(shù)據(jù)修改

當(dāng)需要修改基本表中元組的某些列值時，可以用UPDATE語句實(shí)現(xiàn)，其句法如下：

UPDATE基本表名

SET列名=值運(yùn)算式[，列名=值運(yùn)算式…]│ROW=（元組）

[WHERE條件運(yùn)算式]

其語義是：修改基本表中滿足條件運(yùn)算式的那些元組中的列值，需修改的列值在SET子句中指出。返回3.5視圖的定義和對視圖的操作

3.5.1視圖的創(chuàng)建和撤銷

3.5.2

對視圖的更新操作

3.5.3視圖的優(yōu)點(diǎn)

返回視圖的創(chuàng)建和撤銷

(1)視圖的創(chuàng)建創(chuàng)建視圖可用“CREATEVIEW”語句實(shí)現(xiàn)。其句法如下：

CREATEVIEW<視圖名>（列表名）

AS<SELECT查詢語句>

例3.27對於教學(xué)資料庫中基本表S、SC、C，用戶經(jīng)常要用到S#、SNAME、CNAME和GRADE等列的數(shù)據(jù)，那麼可用下列語句建立視圖：

CREATEVIEWSTUDENT_GRADE(S#，SNAME，CNAME，GRADE)

ASSELECTS.S#，SNAME，CNAME，GRADE

FROMS，SC，C

WHERES.S#=SC.S#ANDSC.C#=C.C#；視圖的創(chuàng)建和撤銷

(2)視圖的撤銷在視圖不需要時，可以用“DROPVIEW”語句把其從系統(tǒng)中撤銷。其句法如下：

DROPVIEW視圖名例3.28撤銷STUDENT_GRADE視圖，可用下列語句實(shí)現(xiàn)：

DROPVIEWSTUDENT_GRADE；

對視圖的更新操作

(1)定義3.1如果視圖是從單個基本表只使用選擇、投影操作導(dǎo)出的，並且包含了基本表的主鍵，那麼這樣的視圖稱為“行列子集視圖”，並且可以被執(zhí)行更新操作。對視圖的更新操作(2)例3.29下麵討論對視圖更新的幾個例子。①設(shè)有一個視圖定義

CREATEVIEWSUDENT_GRADE ASSELECTS.S#,SNAME，CNAME，GRADE FROMS，SC，C WHERES.S#=SC.S#ANDSC.C#=C.C#；這個視圖定義了學(xué)生選修的課程名和成績，是由三個基本表聯(lián)接而成的。 如果用戶要在視圖中執(zhí)行插入操作: INSERTINTOSTUDENT_GRADE VALUES('S24','WANG','MATHS',80)；若在基本表C中，課程名為MATHS的課程號有多個，則往基本表SC插入元組時，課程號C#就不定了。因此，對這個視圖的更新是不允許的。

對視圖的更新操作(3)②設(shè)有一個視圖定義，包含每個學(xué)生選修課程（成績?yōu)榉强眨┑拈T數(shù)和平均成績：

CREATEVIEWS_GRADE（S#，C_NUM，AVG_GRADE）

ASSELECTS#，COUNT（C#），AVG（GRADE）

FROMSC WHEREGRADEISNOTNULL

視圖S_GRADE雖然是從單個基本表導(dǎo)出，但導(dǎo)出時使用了分組和聚集操作，因此也是不能更新的。譬如，在未更改基本表SC中值時，要在視圖S_GRADE中更改學(xué)生的平均成績，顯然是不切實(shí)際的。對視圖的更新操作(4) ③如果定義了一個有關(guān)男學(xué)生的視圖：

CREATEVIEWS_MALE ASSELECTS#,SNAME,AGE FROMS WHERESEX='M'；這個視圖是從單個關(guān)係只使用選擇和投影導(dǎo)出的，並且包含鍵S#，因此是可更新的。譬如，執(zhí)行插入操作：

INSERTINTOS_MALEVALUES（'S28','WU',18）；系統(tǒng)自動會把它轉(zhuǎn)變成下列語句:

INSERTINTOS VALUES('S28','WU',18,'M')；

返回視圖的優(yōu)點(diǎn)

視圖是用戶一級的數(shù)據(jù)觀點(diǎn)，由於有了視圖，使資料庫系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）視圖提供了邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。

（2）簡化了用戶觀點(diǎn)。資料庫的全部結(jié)構(gòu)是複雜的,並有多種聯(lián)繫。

（3）數(shù)據(jù)的安全保護(hù)功能。

返回3.6嵌入式SQL

SQL語言有兩種使用方式：一種是在終端交互方式下使用，稱為互動式SQL；另一種是嵌入在高級語言的程式中使用，稱為嵌入式SQL，而這些高級語言可以是C、ADA、PASCAL、COBOL或PL/I等，稱為宿主語言。

3.6.1SQL的運(yùn)行環(huán)境

3.6.2嵌入式SQL的使用規(guī)定

3.6.3

嵌入式SQL的使用技術(shù)

3.6.4

動態(tài)SQL語句

SQL的運(yùn)行環(huán)境

宿主語言十嵌入式SQL

預(yù)處理程式

宿主語言十函數(shù)調(diào)用

SQL函數(shù)定義庫

宿主語言編譯程序

目標(biāo)程式

圖3.14根源程式處理過程嵌入式SQL的使用規(guī)定

在程式中要區(qū)分SQL語句與宿主語言語句允許嵌入的SQL語句引用宿主語言的程式變數(shù)（稱為共用變數(shù)），但有兩條規(guī)定：

(1)引用時，這些變數(shù)前必須加冒號“：”作為首碼標(biāo)識，以示與資料庫中變數(shù)有區(qū)別。

(2)這些變數(shù)由宿主語言的程式定義，並用SQL的DECLARE語句說明。

SQL的集合處理方式與宿主語言單記錄處理方式之間的協(xié)調(diào)。

(1)游標(biāo)定義語句（DECLARE）。

(2)游標(biāo)打開語句（OPEN）。

(3)游標(biāo)推進(jìn)語句(FETCH)。

(4)游標(biāo)關(guān)閉語句（CLOSE）。

嵌入式SQL的使用技術(shù)不涉及游標(biāo)的SQLDML語句涉及游標(biāo)的SQLDML語句卷游標(biāo)的定義和推進(jìn)涉及游標(biāo)的SQLDML語句

（1）SELECT語句的使用方式

當(dāng)SELECT語句查詢結(jié)果是多個元組時，此時宿主語言程式無法使用，一定要用游標(biāo)機(jī)制把多個元組一次一個地傳送給宿主語言程式處理。（2）對游標(biāo)指向元組的修改或刪除操作 在游標(biāo)處於活動狀況時，可以修改或刪除游標(biāo)指向的元組。

動態(tài)SQL語句

(1)動態(tài)SQL預(yù)備語句

EXECSQLPREPARE〈動態(tài)SQL語句名〉FROM〈共用變數(shù)或字串〉這裏共用變數(shù)或字串的值應(yīng)是一個完整的SQL語句。這個語句可以在程式運(yùn)行時由用戶輸入才組合起來。此時，這個語句並不執(zhí)行。動態(tài)SQL語句

(2)動態(tài)SQL執(zhí)行語句EXECSQLEXECUTE〈動態(tài)SQL語句名〉 動態(tài)SQL語句使用時，還可以有兩點(diǎn)改進(jìn)： （1）當(dāng)預(yù)備語句中組合而成的SQL語句只需執(zhí)行一次時，那麼預(yù)備語句和執(zhí)行語句可合併成一個語句：

EXECSQLEXECUTEIMMEDIATE〈共用變數(shù)或字串〉（2）當(dāng)預(yù)備語句中組合而成的SQL語句的條件值尚缺時，可以在執(zhí)行語句中用USING短語補(bǔ)上：

EXECSQLEXECUTE<動態(tài)SQL語句名>USING<共用變數(shù)>

動態(tài)SQL語句

(3)例3.33下麵兩個C語言的程式段說明了動態(tài)SQL語句的使用技術(shù)。①EXECSQLBEGINDECLARESECTION；char*query；

EXECSQLENDDECLARESECTION；

scanf（〞%s〞，query）； /*從鍵盤輸入一個SQL語句*/

EXECSQLPREPAREqueFROM:query；

EXECSQLEXECUTEque；這個程式段表示從鍵盤輸入一個SQL語句到字元數(shù)組中；字元指針query指向字串的第1個字元。如果執(zhí)行語句只做一次，那麼程式段最後兩個語句可合併成一個語句：

EXECSQLEXECUTEIMMEDIATE:query；動態(tài)SQL語句

(4)②char*query=〞UPDATEsc SETgrade=grade*1.1 WHEREc#=？〞；

EXECSQLPREPAREdynprogFROM:query；

charcno[5]=〞C4〞；

EXECSQLEXECUTEdynprogUSING:cno；這裏第一個char語句表示用戶組合成一個SQL語句，但有一個值（課程號）還不能確定，因此用“？”表示。第二個語句是動態(tài)SQL預(yù)備語句。第三個語句（char語句）表示取到了課程號值。第四個語句是動態(tài)SQL執(zhí)行語句，“？”值到共用變數(shù)cno中取。

小結(jié)

SQL是關(guān)係資料庫的標(biāo)準(zhǔn)語言，已廣泛應(yīng)用在商用系統(tǒng)中。SQL的數(shù)據(jù)定義部分包括對SQL模式、基本表、視圖、索引的創(chuàng)建和撤銷。SQL的數(shù)據(jù)操縱分成數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新兩部分。SQL的數(shù)據(jù)查詢是用SELECT語句實(shí)現(xiàn)，兼有關(guān)係代數(shù)和元組演算的特點(diǎn)。SQL的數(shù)據(jù)更新包括插入、刪除和修改等三種操作，在視圖中只有行列子集視圖是可以更新的。嵌入式SQL涉及到SQL語句的宿主語言程式中的使用規(guī)定，以解決兩種語言的不一致和相互聯(lián)繫的問題。同時還介紹了動態(tài)SQL語句。

本章的重點(diǎn)篇幅

（1）