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一、SQL 概述

SQL (Structured Query Language) 是一种标准的数据库查询语言，用于管理和操作关系数据库。SQL 包含两部分：数据定义语言 (DDL) 和数据操作语言 (DML)。

二、数据定义语言 (DDL)

DDL 用于定义和修改数据库结构，包括创建、修改和删除数据库对象。

1. 创建表

   CREATE TABLE 表名 (
       列名 数据类型 [约束条件],
       ...
       [PRIMARY KEY (主键列名)],
       [FOREIGN KEY (外键列名) REFERENCES 参考表(参考列名)]
   );
   

   示例：

   CREATE TABLE Sailors (
       sid INTEGER,
       sname CHAR(20),
       rating INTEGER,
       age FLOAT,
       PRIMARY KEY (sid)
   );
   

2. 修改表

   ALTER TABLE 表名
   ADD 列名 数据类型 [约束条件];
   
   ALTER TABLE 表名
   DROP COLUMN 列名;
   

3. 删除表

   DROP TABLE 表名;
   

三、数据操作语言 (DML)

DML 用于查询和修改数据库中的数据，包括插入、更新、删除和查询操作。

1. 插入数据

   INSERT INTO 表名 (列名1, 列名2, ...)
   VALUES (值1, 值2, ...);
   

   示例：

   INSERT INTO Sailors (sid, sname, rating, age)
   VALUES (1, 'Fred', 7, 22);
   

2. 更新数据

   UPDATE 表名
   SET 列名1 = 值1, 列名2 = 值2, ...
   WHERE 条件;
   

   示例：

   UPDATE Sailors
   SET rating = 8
   WHERE sname = 'Fred';
   

3. 删除数据

   DELETE FROM 表名
   WHERE 条件;
   

   示例：

   DELETE FROM Sailors
   WHERE sname = 'Fred';
   

4. 查询数据

   SELECT [DISTINCT] 列名1, 列名2, ...
   FROM 表名
   [WHERE 条件]
   [GROUP BY 列名]
   [HAVING 条件]
   [ORDER BY 列名 [ASC|DESC]]
   [LIMIT 数量];
   

   示例：

   SELECT sname, age
   FROM Sailors
   WHERE age > 25
   ORDER BY age DESC;
   

四、查询语句的执行顺序

SQL 查询语句的执行顺序通常如下：

1. FROM：确定查询的数据来源。
2. WHERE：过滤数据。
3. GROUP BY：对数据进行分组。
4. HAVING：过滤分组后的数据。
5. SELECT：选择要显示的列。
6. DISTINCT：去除重复行。
7. ORDER BY：对结果排序。
8. LIMIT：限制返回的行数。

五、常用的SQL功能和操作

1. DISTINCT
   去除查询结果中的重复行。

   SELECT DISTINCT 列名 FROM 表名;
   

2. 排序 (ORDER BY)
   按指定列对查询结果进行排序，默认升序排列。

   SELECT 列名 FROM 表名 ORDER BY 列名 [ASC|DESC];
   

3. 聚合函数

   • AVG(): 计算平均值
   • SUM(): 计算总和
   • COUNT(): 计算数量
   • MAX(): 计算最大值
   • MIN(): 计算最小值

   示例：

   SELECT AVG(age) FROM Sailors;
   

4. 分组 (GROUP BY)
   将查询结果按指定列进行分组，并对每个分组应用聚合函数。

   SELECT 列名, 聚合函数(列名)
   FROM 表名
   GROUP BY 列名;
   

5. HAVING
   用于过滤分组后的数据，类似于 WHERE，但作用于分组结果。

   SELECT 列名, 聚合函数(列名)
   FROM 表名
   GROUP BY 列名
   HAVING 聚合函数(列名) 条件;
   

6. LIMIT
   限制返回的行数。

   SELECT 列名 FROM 表名 LIMIT 数量;
   

六、示例数据库

以下是一个示例数据库，包括三张表：Sailors, Boats, Reserves。

1. Sailors 表

   CREATE TABLE Sailors (
       sid INTEGER PRIMARY KEY,
       sname CHAR(20),
       rating INTEGER,
       age FLOAT
   );
   

   示例数据：

   sid	sname	rating	age
   1	Fred	7	22
   2	Jim	2	39
   3	Nancy	8	27

2. Boats 表

   CREATE TABLE Boats (
       bid INTEGER PRIMARY KEY,
       bname CHAR(20),
       color CHAR(10)
   );
   

   示例数据：

   bid	bname	color
   101	Nina	red
   102	Pinta	blue
   103	Santa Maria	red

3. Reserves 表

   CREATE TABLE Reserves (
       sid INTEGER,
       bid INTEGER,
       day DATE,
       PRIMARY KEY (sid, bid, day),
       FOREIGN KEY (sid) REFERENCES Sailors(sid),
       FOREIGN KEY (bid) REFERENCES Boats(bid)
   );
   

   示例数据：

   sid	bid	day
   1	102	2023-09-12
   2	102	2023-09-13

七、高级查询

1. 多表连接

   • 内连接（INNER JOIN）：返回两个表中匹配的行。

     SELECT Person.name, Orders.order_id
     FROM Person
     INNER JOIN Orders ON Person.person_id = Orders.person_id;
     

   • 左连接（LEFT JOIN）：返回包括左表中所有行及右表中匹配的行。

     SELECT Person.name, Orders.order_id
     FROM Person
     LEFT JOIN Orders ON Person.person_id = Orders.person_id;
     

   • 右连接（RIGHT JOIN）：返回包括右表中所有行及左表中匹配的行。

     SELECT Person.name, Orders.order_id
     FROM Person
     RIGHT JOIN Orders ON Person.person_id = Orders.person_id;
     

   • 全连接（FULL JOIN）：返回包括左右表中所有行。

     SELECT Person.name, Orders.order_id
     FROM Person
     FULL JOIN Orders ON Person.person_id = Orders.person_id;
     

2. 集合操作

   • UNION 操作：用于合并两个或多个SELECT语句的结果集。

     SELECT name FROM Person
     UNION
     SELECT name FROM Employees;
     

   • INTERSECT 操作：用于返回两个SELECT语句结果集的交集。

     SELECT name FROM Person
     INTERSECT
     SELECT name FROM Employees;
     

   • EXCEPT 操作：用于返回第一个SELECT语句结果集中存在但在第二个SELECT语句结果集中不存在的行。

     SELECT name FROM Person
     EXCEPT
     SELECT name FROM Employees;
     

3. 子查询

   • 基本子查询：子查询用于在另一个查询的 WHERE 子句中嵌套查询。

     SELECT num
     FROM enrollment
     WHERE students >= (
       SELECT AVG(students)
       FROM enrollment
     );
     

   • 相关子查询：子查询依赖于外部查询。

     SELECT *
     FROM classes
     WHERE EXISTS (
       SELECT *
       FROM enrollment
       WHERE classes.num = enrollment.num
     );
     

4. 谓词逻辑

   • 常用的谓词逻辑操作符包括 EXISTS、ANY、ALL、IN 等。
   • 示例：

     SELECT name
     FROM Sailors
     WHERE age > ALL (
       SELECT age
       FROM Sailors
       WHERE rating > 7
     );
     

八、示例查询及其结果

1. 查询所有年龄为27的水手的姓名和等级：

   SELECT sname, rating
   FROM Sailors
   WHERE age = 27;
   
   
   

   结果：

   sname	rating
   Nancy	8

2. 查询评级大于5的水手的ID及其预定的船只ID：

   SELECT S.sid, R.bid
   FROM Sailors AS S
   JOIN Reserves AS R ON S.sid = R.sid
   WHERE S.rating > 5;
   

   结果：

   sid	bid
   1	102

九、结论

这份SQL学习笔记涵盖了基本的SQL查询、复杂查询、多表连接、集合操作及高级查询技术。通过这些例子和解释，可以帮助理解SQL的基本概念及其在实际数据库操作中的应用。