数据库（SQL）

数据库 - 实现数据持久化以及数据管理

持久化将数据保存到（在掉电情况下）能够长久保存数据的存储介质中

数据库的分类

关系型数据库(SQL) 、非关系型数据库(NoSQL)

关系型数据库概述

关系型数据库发展史: 网状数据库、层次数据库、关系数据库

1970年，IBM的研究员E.F.Codd在Communication of the ACM上发表了名为A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks的论文，提出了关系模型的概念，奠定了关系模型的理论基础。后来Codd又陆续发表多篇文章，论述了范式理论和衡量关系系统的12条标准，用数学理论奠定了关系数据库的基础。

理论基础：关系代数和集合论
关系型数据库产品：
- Oracle (甲骨文公司) 目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，作为一个通用的数据库系统，它具有完整的数据管理功能；作为一个关系数据库，它是一个完备关系的产品；作为分布式数据库，它实现了分布式处理的功能。在Oracle最新的12c版本中，还引入了多承租方架构，使用该架构可轻松部署和管理数据库云。
- DB2 (IBM) 主要运行于Unix（包括IBM自家的AIX）、Linux、以及Windows服务器版等系统的关系数据库产品。DB2历史悠久且被认为是最早使用SQL的数据库产品，它拥有较为强大的商业智能功能。
- SQLServer (Microsoft)最初适用于中小企业的数据管理，但是近年来它的应用范围有所扩展，部分大企业甚至是跨国公司也开始基于它来构建自己的数据管理系统。
- MySQL MySQL是开放源代码的，任何人都可以在GPL（General Public License）的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。MySQL因为其速度、可靠性和适应性而备受关注。
- Sybase
- PostgreSQL 在BSD许可证下发行的开发源代码的关系数据库产品。
具体表象:用二维表来保存数据
- 行(记录)
- 列(字段)
- 主键列:能够唯一标识一条记录的列，例如：学生学号
编程语言:SQL - 结构化查询语言
- DDL 数据定义语言 create / drop / alter
- DML 数据操作语言 insert / delete / update / select
- DCL 数据控制语言 grant / revoke

ER图(实体关系图/概念模型图)

矩形框：实体

椭圆框：实体的属性

菱形框：实体之间的关系

关系的重数：一对一/一对多/多对多

画图工具：PowerDesigner

linux环境下启动Mariadb

启动和查看程序进程

启动 ——> 查看是否有进程(4个方法)
方法4. systemctl status mariadb

image.png

查看数据库版本

image.png

连接navicat可视化界面

image.png

==第一步==：连接

image.png

密码是：该用户登录的密码
点击连接测试 ——> 成功后点击连接

==第二步==：授予root所有权限

image.png

SQL结构化查询语言(Mysql)

注意：

给数据库和表命名时尽量使用小写;
作为筛选条件的字符串是否区分大小，看校对规则(collate utf8_general_ci ci——> case insensitive)
数据库中的对象通常会用前缀加以区分

数据库增删以及表格增删改

-- 如果存在名为school的数据库就删除它
drop database if exists school;

-- 创建名为school的数据库并设置默认的字符集和排序方式
create database school default charset utf8 collate utf8_bin_ci;

-- 切换到school数据库上下文环境
use school;

-- 创建学院表
create table tb_college
(
collid int not null auto_increment comment '编号',
collname varchar(50) not null comment '名称',
collmaster varchar(20) not null comment '院长',
collweb varchar(511) default '' comment '网站',
primary key (collid)
);

-- 创建学生表
create table tb_student
(
stuid int not null comment '学号',
stuname varchar(20) not null comment '姓名',
stusex bit default 1 comment '性别',
stubirth date not null comment '出生日期',
stuaddr varchar(255) default '' comment '籍贯',
collid int not null comment '所属学院',
primary key (stuid),
foreign key (collid) references tb_college (collid)
);

-- alter table tb_student add constraint fk_student_collid foreign key (collid) references tb_college (collid);

-- 创建教师表
create table tb_teacher
(
teaid int not null comment '工号',
teaname varchar(20) not null comment '姓名',
teatitle varchar(10) default '助教' comment '职称',
collid int not null comment '所属学院',
primary key (teaid),
foreign key (collid) references tb_college (collid)
);

-- 创建课程表
create table tb_course
(
couid int not null comment '编号',
couname varchar(50) not null comment '名称',
coucredit int not null comment '学分',
teaid int not null comment '授课老师',
primary key (couid),
foreign key (teaid) references tb_teacher (teaid)
);

-- 创建选课记录表
create table tb_score
(
scid int auto_increment comment '选课记录编号',
stuid int not null comment '选课学生',
couid int not null comment '所选课程',
scdate datetime comment '选课时间日期',
scmark decimal(4,1) comment '考试成绩',
primary key (scid),
foreign key (stuid) references tb_student (stuid),
foreign key (couid) references tb_course (couid)
);

-- 添加唯一性约束（一个学生选某个课程只能选一次）
alter table tb_score add constraint uni_score_stuid_couid unique (stuid, couid);

-- 插入学院数据
insert into tb_college (collname, collmaster, collweb) values 
('计算机学院', '左冷禅', 'http://www.abc.com'),
('外国语学院', '岳不群', 'http://www.xyz.com'),
('经济管理学院', '风清扬', 'http://www.foo.com');

-- 插入学生数据
insert into tb_student (stuid, stuname, stusex, stubirth, stuaddr, collid) values
(1001, '杨逍', 1, '1990-3-4', '四川成都', 1),
(1002, '任我行', 1, '1992-2-2', '湖南长沙', 1),
(1033, '王语嫣', 0, '1989-12-3', '四川成都', 1),
(1572, '岳不群', 1, '1993-7-19', '陕西咸阳', 1),
(1378, '纪嫣然', 0, '1995-8-12', '四川绵阳', 1),
(1954, '林平之', 1, '1994-9-20', '福建莆田', 1),
(2035, '东方不败', 1, '1988-6-30', null, 2),
(3011, '林震南', 1, '1985-12-12', '福建莆田', 3),
(3755, '项少龙', 1, '1993-1-25', null, 3),
(3923, '杨不悔', 0, '1985-4-17', '四川成都', 3);

-- 插入老师数据
insert into tb_teacher (teaid, teaname, teatitle, collid) values 
(1122, '张三丰', '教授', 1),
(1133, '宋远桥', '副教授', 1),
(1144, '杨逍', '副教授', 1),
(2255, '范遥', '副教授', 2),
(3366, '韦一笑', '讲师', 3);

-- 插入课程数据
insert into tb_course (couid, couname, coucredit, teaid) values 
(1111, 'Python程序设计', 3, 1122),
(2222, 'Web前端开发', 2, 1122),
(3333, '操作系统', 4, 1122),
(4444, '计算机网络', 2, 1133),
(5555, '编译原理', 4, 1144),
(6666, '算法和数据结构', 3, 1144),
(7777, '经贸法语', 3, 2255),
(8888, '成本会计', 2, 3366),
(9999, '审计学', 3, 3366);

-- 插入选课数据
insert into tb_score (stuid, couid, scdate, scmark) values 
(1001, 1111, '2017-09-01', 95),
(1001, 2222, '2017-09-01', 87.5),
(1001, 3333, '2017-09-01', 100),
(1001, 4444, '2018-09-03', null),
(1001, 6666, '2017-09-02', 100),
(1002, 1111, '2017-09-03', 65),
(1002, 5555, '2017-09-01', 42),
(1033, 1111, '2017-09-03', 92.5),
(1033, 4444, '2017-09-01', 78),
(1033, 5555, '2017-09-01', 82.5),
(1572, 1111, '2017-09-02', 78),
(1378, 1111, '2017-09-05', 82),
(1378, 7777, '2017-09-02', 65.5),
(2035, 7777, '2018-09-03', 88),
(2035, 9999, curdate(), null),
(3755, 1111, date(now()), null),
(3755, 8888, date(now()), null),
(3755, 9999, '2017-09-01', 92);

-- 添加主键约束(如果创建表时没有添加)
alter table tb_teacher add constraint pk_teacher_teaid primary key(tea_id);

-- 添加外键约束(如果创建表时没有添加)
alter table tb_teacher add constraint fk_teacher_deptid foreign key(dept_id) references tb_department(dept_id);

如果外键编号不存在，会报错

image.png

表格查询语句

查询所有学生信息

select * from tb_student;

查询所有课程名称及学分(投影和别名)

select couname as 课程名称, coucredit as 学分 from tb_course;

select stuname as 姓名, case stusex when 1 then '男' else '女' end as '性别'
from tb_student;

select stuname as 姓名, if(stusex, '男', '女') as 性别
from tb_student;                                       -- 仅适用于mysql

查询所有女学生的姓名和出生日期(筛选)

select stuname as 学生姓名 , stubirth as 出生日期 from tb_student
where stusex = 0;

查询所有80后学生的姓名、性别和出生日期(筛选)

select stuname, stusex, stubirth from tb_student
where stubirth between '1980-1-1' and '1989-12-31';

select stuname, stusex, stubirth from tb_student
where stubirth>'1980-1-1' and stubirth<'1989-12-31';

查询姓”杨“的学生姓名和性别(模糊)

select stuname, stusex from tb_student
where stuname like '林%'

查询姓”杨“名字两个字的学生姓名和性别(模糊)

select stuname, stusex from tb_student
where stuname like '杨_'

查询姓”杨“名字三个字的学生姓名和性别(模糊)

select stuname,stusex from tb_student
where stuname like '杨__'

查询名字中有”不“字或“嫣”字的学生的姓名(模糊)

select stuname from tb_student
where stuname like '%不%' or '%嫣%';

查询没有录入家庭住址的学生姓名(空值)

select stuname from tb_student where stuaddr is null;

查询录入了家庭住址的学生姓名(空值)

select stuname from tb_student where stuaddr is not null;

查询学生选课的所有日期(去重)

select distinct scdate from tb_score;

查询学生的家庭住址(去重)

select distinct stuaddr from tb_student;

查询男学生的姓名和生日按年龄从大到小排列(排序)

select stuname, stubirth from tb_student
where stusex = 1
order by stubirth asc;


select stuname, stubirth from tb_student
where stusex = 1
order by stubirth desc;

select stuname, year(now())-year(stubirth) as 年龄 from tb_student
where stusex = 1
order by 年龄 desc, stuid;

查询年龄最大的学生的出生日期(聚合函数)

select min(stubirth) from tb_student;

查询年龄最小的学生的出生日期(聚合函数)

select max(stubirth) from tb_student;

查询男女学生的人数(分组和聚合函数)

select stusex,count(*) from tb_student
group by stusex;

select stusex, min(stubirth) from tb_student
group by stusex;

查询课程编号为1111的课程的平均成绩(筛选和聚合函数)

select avg(scmark) from tb_score
where couid = 1111;

查询学号为1001的学生所有课程的平均分(筛选和聚合函数)

select avg(scmark) from tb_score
where stuid = 1001;

查询每个学生的学号和平均成绩(分组和聚合函数)

select stuid, avg(scmark) from tb_score
group by stuid;

查询平均成绩大于等于90分的学生的学号和平均成绩

select stuid, avg(scmark) as 平均分 from tb_score
group by stuid
having 平均分>90;

查询年龄最大的学生的姓名(子查询)

select stuname, stubirth from tb_student;
select stuname, min(stubirth) from tb_student;


select stuname from tb_student
where stubirth = (select min(stubirth) from tb_student);

查询年龄最大的学生姓名和年龄(子查询+运算)

select stuname, year(now()) - year(stubirth) as 年龄 from tb_student
where stubirth = (select min(stubirth) from tb_student);

查询选了两门以上的课程的学生姓名(子查询/分组条件/集合运算)

select stuname from tb_student
where stuid in (
    select stuid from tb_score
    group by stuid
    having count(stuid)>2 
);

查询学生姓名、课程名称以及成绩(连接查询)

select stuname, couname, scmark 
from tb_student t1, tb_course t2, tb_score t3
where t1.stuid=t3.stuid and t2.couid=t3.couid;

select stuname, couname, scmark 
from tb_student t1 inner join tb_course t2 inner join tb_score t3
on t1.stuid=t3.stuid and t2.couid=t3.couid;

查询选课学生的姓名和平均成绩(子查询和连接查询)

select stuname, 平均成绩 from tb_student t1,(select stuid,avg(scmark) as 平均成绩 from tb_score
group by stuid) t2
where t1.stuid = t2.stuid;

select stuname, 平均成绩 from tb_student t1 inner join (select stuid,avg(scmark) as 平均成绩 from tb_score
group by stuid) t2
on t1.stuid = t2.stuid;

查询每个学生的姓名和选课数量(左外连接和子查询)

select stuname, 选课数量 
from tb_student t1 inner join (select stuid,count(couid) as 选课数量 from tb_score
group by stuid) t2
on t1.stuid=t2.stuid
order by 选课数量 desc
limit 5 offset 2;  -- 跳过2条查5条

select stuname, ifnull(选课数量,0) 
from tb_student t1 left outer join (select stuid,count(couid) as 选课数量 from tb_score
group by stuid) t2
on t1.stuid=t2.stuid
order by 选课数量 desc
limit 1,1;    -- 跳过第一查第二条

DCL 授予权限(grant to)和召回权限(revoke from)

create user 'hellokitty'@'%' identified by '123123'; -- '用户名'@'IP地址'

grant all privileges on hrs.* to 'hellokitty'@'%'; -- 把hrs数库的所有权限给新建的用户

-- 召回新用户的添加、删除、更新的权限
revoke insert, delete, update on hrs.* from 'hellokitty'@'%';

drop user 'hellokitty'@'%'; -- 删掉新用户

视图

查询的快照（简化查询操作）
通过视图可以将用户的访问权限限制到某些指定的列上

-- 创建视图
create view vw_emp_dept as 
select eno, ename, dname from tb_emp t1 inner join tb_dept t2 on t1.dno=t2.dno;
-- 使用视图
select ename, dname from vw_emp_dept;
-- 删除视图
drop view vw_emp_dept;

索引(index)

索引可以加速查询所以应该在经常用于查询筛选条件的列上建立索引
索引会使用额外的存储空间而且会让增删改变得更慢（因为要更新索引）
所以不能够滥用索引

-- 创建索引
create index idx_emp_ename on tb_emp (ename);
-- 删除索引
drop index idx_emp_ename on tb_emp;

explain生成执行计划

explain select eno, ename from tb_emp where eno=7800;
explain select eno, ename from tb_emp where eno<>7900;
explain select eno, ename from tb_emp where ename='张三丰';
explain select eno, ename from tb_emp where ename like '张%';
explain select eno, ename from tb_emp where ename like '%张';
explain select eno, ename from tb_emp where ename<>'张三丰';
如果在执行计划中，type类型是all 表示查询语句效率最差，range 次之，const 最好

image.png

触发器(trigger)

为什么不用触发器：

在执行增删改操作时可以触发其他的级联操作，在数据量很大的情况下，会导致“锁表”现象，但是有可能导致“锁表”现象，实际开发中应该尽量避免使用触发器

-- update tb_dept set dno=11 where dno=10;
-- delete from tb_dept where dno=11;

delimiter $$

create trigger tr_dept_update 
after update on tb_dept for each row
begin
    update tb_emp set dno=new.dno where dno=old.dno;
end$$

delimiter ;

drop trigger tr_dept_update;

替代方案：

在添加外键时设置级联操作cascade
(cascade 表示级联操作，就是说，如果主键表中被参考字段更新，外键表中也更新，主键表中的记录被删除，外键表中改行也相应删除)
默认是 on delete restrict 即不能级联操作

image.png

事务（transaction）

把多个增删改的操作做成不可分割的原子性操作，要么全部都做，要么全都不做

begin; -- 开启事务
delete from tb_emp;
commit; -- 提交(事务中的所有操作全都生效)
rollback; -- 回滚(事务中的所有操作全部撤销)

（存储）过程/函数

把一系列的SQL可以封装到一个过程中，而且可以加上分支和循环，将来通过过程的名字直接调用过程即可，因为创建过程时已经提前编译了SQL语句，所以比直接执行SQL语句性能更好

-- 创建存储过程
delimiter $$

create procedure sp_dept_avg_sal(deptno int, out avgsal float)
begin
    select avg(sal) into avgsal from tb_emp where dno=deptno;
end$$

delimiter ;

-- 调用存储过程
call sp_dept_avg_sal(20, @a);

-- 查找存储在@a变量里的数据
select @a;