数据库系统概论课件 第三章 2

数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第三章关系数据库标准语言SQL(续1）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3.4.5Select语句的一般形式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：[表名1.]列名1比较运算符[表名2.]列名2[表名1.]列名1BETWEEN[表名2.]列名2AND[表名2.]列名3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排序合并法(SORT-MERGE)常用于=连接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SELECTStudent.*，SC.*FROMStudent，SCWHEREStudent.Sno=SC.Sno；等值与非等值连接查询（续）Student.SnoSnameSsexSageSdeptSC.SnoCnoGrade200215121李勇男20CS200215121192200215121李勇男20CS200215121285200215121李勇男20CS200215121388200215122刘晨女19CS200215122290200215122刘晨女19CS200215122380查询结果：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。SELECTStudent.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，GradeFROMStudent，SCWHEREStudent.Sno=SC.Sno；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）SELECTFIRST.Cno，SECOND.CpnoFROMCourseFIRST，CourseSECONDWHEREFIRST.Cpno=SECOND.Cno；自身连接（续）FIRST表（Course表）CnoCnameCpnoCcredit1数据库542数学23信息系统144操作系统635数据结构746数据处理27PASCAL语言64自身连接（续）CnoCnameCpnoCcredit1数据库542数学23信息系统144操作系统635数据结构746数据处理27PASCAL语言64SECOND表（Course表）自身连接（续）查询结果：CnoPcno173556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]SELECTStudent.Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept，Cno，GradeFROMStudentLEFTOUTJOINSCON(Student.Sno=SC.Sno)；外连接（续）执行结果：Student.SnoSnameSsexSageSdeptCnoGrade200215121李勇男20CS192200215121李勇男20CS285200215121李勇男20CS388200215122刘晨女19CS290200215122刘晨女19CS380200215123王敏女18MANULLNULL200215125张立男19ISNULLNULL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、复合条件连接四、复合条件连接复合条件连接：WHERE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SELECTStudent.Sno,SnameFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoAND/*连接谓词*/SC.Cno=‘2’ANDSC.Grade90；/*其他限定条件*/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SELECTStudent.Sno，Sname，Cname，GradeFROMStudent，SC，Course/*多表连接*/WHEREStudent.Sno=SC.SnoandSC.Cno=Course.Cno；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3.4.5Select语句的一般形式嵌套查询(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短语的条件中的查询称为嵌套查询嵌套查询(续)SELECTSname/*外层查询/父查询*/FROMStudentWHERESnoIN（SELECTSno/*内层查询/子查询*/FROMSCWHERECno='2'）；嵌套查询(续)子查询的限制不能使用ORDERBY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。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①确定“刘晨”所在系名SELECTSdeptFROMStudentWHERESname='刘晨'；结果为：CS带有IN谓词的子查询（续）②查找所有在IS系学习的学生。SELECTSno，Sname，SdeptFROMStudentWHERESdept='CS'；结果为：SnoSnameSdept200215121李勇CS200215122刘晨CS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SELECTSno，Sname，SdeptFROMStudentWHERESdeptIN(SELECTSdeptFROMStudentWHERESname=‘刘晨’)；此查询为不相关子查询。带有IN谓词的子查询（续）用自身连接完成[例39]查询要求SELECTS1.Sno，S1.Sname，S1.SdeptFROMStudentS1，StudentS2WHERES1.Sdept=S2.SdeptANDS2.Sname='刘晨'；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SELECTSno，Sname③最后在Student关系中FROMStudent取出Sno和SnameWHERESnoIN(SELECTSno②然后在SC关系中找出选FROMSC修了3号课程的学生学号WHERECnoIN(SELECTCno①首先在Course关系中找出FROMCourse“信息系统”的课程号，为3号WHERECname=‘信息系统’));带有IN谓词的子查询（续）用连接查询实现[例40]SELECTSno，SnameFROMStudent，SC，CourseWHEREStudent.Sno=SC.SnoANDSC.Cno=Course.CnoANDCourse.Cname=‘信息系统’；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谓词配合使用带有比较运算符的子查询（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：SELECTSno，Sname，SdeptFROMStudentWHERESdept=(SELECTSdeptFROMStudentWHERESname=‘刘晨’)；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：SELECTSno，Sname，SdeptFROMStudentWHERE(SELECTSdeptFROMStudentWHERESname=‘刘晨’)=Sdept；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。SELECTSno，CnoFROMSCxWHEREGrade=(SELECTAVG(Grade)FROMSCyWHEREy.Sno=x.Sno);相关子查询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）传送给内层查询。SELECTAVG(Grade)FROMSCyWHEREy.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：SELECTSno，CnoFROMSCxWHEREGrade=88；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:（200215121，1）（200215121，3）（200215122，2）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：所有值带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询（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AL