python数据库-MySQL数据库高级查询操作(51)

一、什么是关系?

1、分析:有这么一组数据关于学生的数据

学号、姓名、年龄、住址、成绩、学科、学科(语文、数学、英语)

我们应该怎么去设计储存这些数据呢?

2、先考虑第一范式:列不可在拆分原则

  这里面学科包含了三个学科,所以学科拆分为:语文学科、数学学科、英语学科,同样的成绩也要拆分为语文成绩、数学成绩、英语成绩。这样既满足了第一范式,各列可以设计为:

学号、姓名、年龄、住址、语文学科、数学学科、英语学科、语文成绩、数学成绩、英语成绩

3、在考虑第二范式:唯一标识

  也就是说在1NF的基础上,非Key属性必须完全依赖于主键,第二范式(2NF)要求数据库表中的每个实例或记录必须可以被唯一地区分。选取一个能区分每个实体的属性或属性组,作为实体的唯一标识。即确定主键,我们可以选取学号为主键

4、接着在考虑第三范式:

确保表中各列与主键列直接相关,而不是间接相关。即各列与主键列都是一种直接依赖关系,则满足第三范式。 

  不难发现在这么多列中,年龄、住址和成绩、学科没有直接关系,也就是说我考多少分,和年龄及住址都无关,他们都是学生的信息,但都是不相关的信息,所以根据第三范式,我们需要将这些数据根据其相关性拆分为多个表。

5、表与表之间的关系

  如果我们要想找到张三的语文成绩,那么我们就必须去成绩表中查找,因为成绩表中保存的所有人的所有学科成绩。但是在成绩表中查找的时候,需要从省标中查到张三的学号(stu_id)和从学科表中查到语文学科(sub_id)的编号,这个时候这三张表就发生了关系,这也就是关系型数据库的精髓,而根据这种表与表之间的关系也会衍生出很多的查询的高级操作

二、外键(foreign key)

外键约束:用于限制主表与从表数据完整性。

alter table scores  add constraint 'stu_score_fk' foreign key(stu_id) references students(stu_id);
  • 将scores表的stu_id外键关联到students表的stu_id字段(说明:这里scores表里面字段stu_id和students表里的stu_id重名了,最好避免重名)
  • 每个外键都有一个名字,可以通过constraint指定
  • 存在外键的表,称之为从表(子表),外键指向的表,称之为主表(父表)。
  • 作用:保持数据一致性,完整性,主要目的是控制存储在外键表(从表)中的数据。例如,此时在从表插入或者修改数据时,如果stu_id的值在students表中不存在则会报错
  • 外键也可以在创建表时可以直接创建约束

语法:

 foreign key (外键字段) references 主表名 (关联字段)
例如:
create table scores(
id int primary key auto_increment,
stu_id int,
sub_id int,
score decimal(5,2),
foreign key(stuid) references students(id),
foreign key(subid) references subjects(id)
);

[主表记录删除时的动作] [主表记录更新时的动作],此时需要检测一个从表的外键需要约束为主表的已存在的值。外键在没有关联的情况下,可以设置为null.前提是该外键列,没有not null。

三、外键的级联操作

  • 在删除或者修改students表的数据时,如果这个stu_id值在scores中已经存在,则会抛异常
  • 推荐使用逻辑删除,还可以解决这个问题
  • 可以创建表时指定级联操作,也可以在创建表后再修改外键的级联操作
alter table scores add constraint stu_sco foreign key(stu_id) references students(stu_id) on delete cascade;

除了on delete还有on update都要注意级联操作

级联操作的类型包括:

  • restrict(限制):默认值,抛异常,拒绝父表删除或者更新
  • cascade(级联):如果主表的记录删掉,则从表中相关联的记录都将被删除,如果主表修改记录,则从表记录也将被修改
  • set null:将外键设置为空
  • no action:什么都不做

四、链接查询

在讲解第一个问题关系的时候,我们提到了,如果要查找张三的语文成绩,需要用到三个表,当我们查询结果来源于多张表的时候就需要使用连接查询

链接查询关键:找到表间的关系,当前的关系是

  • students表的stu_id---scores表的stu_id
  • subjects表的sub_id---scores表的sub_id
select students.stu_name,subjects.sub_name,scores.score 
from scores
inner join students on scores.stu_id=students.stu_id 
inner join subjects on scores.sub_id=subjects.sub_id 
where students.stu_name='张三' and subjects.sub_name='语文';
+----------+----------+-------+
| stu_name | sub_name | score |
+----------+----------+-------+
| 张三      | 语文     |    80 |
+----------+----------+-------+
  • 结论:当需要对有关系的多张表进行查询时,需要使用连接join

连接查询分类如下:

  • 表A inner join 表B:表A与表B匹配的行会出现在结果中
  • 表A left join 表B:表A与表B匹配的行会出现在结果中,外加表A中独有的数据,未对应的数据使用null填充
  • 表A right join 表B:表A与表B匹配的行会出现在结果中,外加表B中独有的数据,未对应的数据使用null填充
  • 在查询或条件中推荐使用“表名.列名”的语法
  • 如果多个表中列名不重复可以省略“表名.”部分
  • 如果表的名称太长,可以在表名后面使用' as 简写名'或' 简写名',为表起个临时的简写名称

五、视图

  视图就像我们python里面的函数一样,对SQL语言代码块的封装

    • 对于复杂的查询,在多次使用后,维护是一件非常麻烦的事情
    • 解决:定义视图
    • 视图本质就是对查询的一个封装
    • 定义视图
create view stuscore as select students.stu_name,subjects.sub_name,scores.score from scores inner join students on scores.stu_id=students.stu_id inner join subjects on scores.sub_id=subjects.sub_id;

这句话的意思就是用stuscore就相当于后面红色很长的一段SQL语句:

mysql> select *from stuscore;
+----------+----------+-------+
| stu_name | sub_name | score |
+----------+----------+-------+
| 张三     | 语文     |    80 |
| 张三     | 数学     |    85 |
| 张三     | 英语     |    88 |
| 李四     | 语文     |    83 |
| 李四     | 数学     |    84 |
| 李四     | 英语     |    87 |
| 王五     | 语文     |    81 |
| 王五     | 数学     |    85 |
| 王五     | 英语     |    85 |
| 赵六     | 语文     |    88 |
| 赵六     | 数学     |    88 |
| 赵六     | 英语     |    87 |
| 侯七     | 语文     |    84 |
| 侯七     | 数学     |    83 |
| 侯七     | 英语     |    82 |
+----------+----------+-------+

六、自连接查询

  有时在信息查询时需要进行对自身连接(自连接)自连接是单边操作,所以我们需要为表定义别名。举例说明,下面是一个新的学生成绩表,在下表中我们要找到比张三成绩高的。

+--------+----------+-----------+
| stu_id | stu_name | stu_score |
+--------+----------+-----------+
|      1 | 张三     |        90 |
|      2 | 李四     |        85 |
|      3 | 王五     |        80 |
|      4 | 赵六     |        95 |
|      5 | 侯七     |       100 |
+--------+----------+-----------+

  一般情况我们看到这张表我们第一时间用语句进行操作:

select * from Score where stu_score>90;

  可想而知,这是有多么简单,假设你并不知道数据库中张三的成绩是90或者数据量相当庞大呢?作为一个数据库管理员,我们就要用别的方式迅速找出所需要的数据。

方式一:分步查找:最简单的一种方式,也是最容易想到的操作“

select stu_score from Score where stu_name='张三';//得出张三的成绩
select *from Score where stu_score>90;

  与采用自连接的方式相比,这种方法需要对中间结果进行人工干预,显然不利于程序中的自动处理操作。

方式二:自连接方式:

select * from Score as a,Score as b where a.stu_name='张三' and a.stu_score<b.stu_score;
+--------+----------+-----------+--------+----------+-----------+
| stu_id | stu_name | stu_score | stu_id | stu_name | stu_score |
+--------+----------+-----------+--------+----------+-----------+
|      1 | 张三      |        90 |      4 | 赵六     |        95 |
|      1 | 张三      |        90 |      5 | 侯七     |       100 |
+--------+----------+-----------+--------+----------+-----------+

如果不想把张三的信息打印出来我们可以调整SQL语句为:

select b.* from Stu_score as a,Stu_score as b where a.stu_name='张三' and a.stu_score<b.stu_score;
+--------+----------+-----------+
| stu_id | stu_name | stu_score |
+--------+----------+-----------+
|      4 | 赵六      |        95 |
|      5 | 侯七      |       100 |
+--------+----------+-----------+

注意:别名 a,b虽然名称不同,但是同一个表,定义别名的目的是更方便在自身进行删选。 执行select通过(中间表)所得到的b.*,,就是最终结果。

七、子查询

子查询也是常用的一种方式,就是在select里嵌套select。还是上面的例子,我们用子查询实现如下:

select * from Stu_score where stu_score>(select stu_score from Stu_score where stu_name='张三'); 
+--------+----------+-----------+
| stu_id | stu_name | stu_score |
+--------+----------+-----------+
|      4 | 赵六      |        95 |
|      5 | 侯七      |       100 |
+--------+----------+-----------+

八、内置函数

1、字符串函数

1、查看字符的ascii码值ascii(str),str是空串时返回0

mysql> select ascii('a');
+------------+
| ascii('a') |
+------------+
|         97 |
+------------+

2、查看ascii码值对应的字符char(数字)

mysql> select char(97);
+----------+
| char(97) |
+----------+
| a        |
+----------+

3、拼接字符串concat(str1,str2...)

select concat(12,34,'ab');
+--------------------+
| concat(12,34,'ab') |
+--------------------+
| 1234ab             |
+--------------------+

4、包含字符个数length(str)

mysql> select length('abc');
+---------------+
| length('abc') |
+---------------+
|             3 |
+---------------+

5、截取字符串

  • left(str,len)返回字符串str的左端len个字符
  • right(str,len)返回字符串str的右端len个字符
  • substring(str,pos,len)返回字符串str的位置pos起len个字符
mysql> select substring('abc123',2,3);
+-------------------------+
| substring('abc123',2,3) |
+-------------------------+
| bc1                     |
+-------------------------+

6、去除空格

  • ltrim(str)返回删除了左空格的字符串str
  • rtrim(str)返回删除了右空格的字符串str
  • trim([方向 remstr from str)返回从某侧删除remstr后的字符串str,方向词包括both、leading、trailing,表示两侧、左、右
mysql> select trim('  bar   ');
+------------------+
| trim('  bar   ') |
+------------------+
| bar              |
+------------------+
mysql> select trim(leading 'x' FROM 'xxxbarxxx');
+------------------------------------+
| trim(leading 'x' FROM 'xxxbarxxx') |
+------------------------------------+
| barxxx                             |
+------------------------------------+
mysql> select trim(trailing 'x' FROM 'xxxbarxxx');
+-------------------------------------+
| trim(trailing 'x' FROM 'xxxbarxxx') |
+-------------------------------------+
| xxxbar                              |
+-------------------------------------+
mysql> select trim(both 'x' FROM 'xxxbarxxx');
+---------------------------------+
| trim(both 'x' FROM 'xxxbarxxx') |
+---------------------------------+
| bar                             |
+---------------------------------+

7、替换字符串replace(str,from_str,to_str)

mysql> select replace('abc123','123','def');
+-------------------------------+
| replace('abc123','123','def') |
+-------------------------------+
| abcdef                        |
+-------------------------------+

8、大小写转换,函数如下

  • lower(str)
  • upper(str)
mysql> select lower('aBcD');
+---------------+
| lower('aBcD') |
+---------------+
| abcd          |
+---------------+

2、数学函数

1、求绝对值abs(n)

mysql> select abs(-32);
+----------+
| abs(-32) |
+----------+
|       32 |
+----------+

2、求m除以n的余数mod(m,n),同运算符%

mysql> select mod(10,3);
+-----------+
| mod(10,3) |
+-----------+
|         1 |
+-----------+

mysql> select 10%3;
+------+
| 10%3 |
+------+
|    1 |
+------+

3、floor(n),表示不大于n的最大整数

mysql> select floor(2.3);
+------------+
| floor(2.3) |
+------------+
|          2 |
+------------+

4、ceiling(n),表示不小于n的最大整数

mysql> select ceiling(2.3);
+--------------+
| ceiling(2.3) |
+--------------+
|            3 |
+--------------+

5、求四舍五入值round(n,d),n表示原数,d表示小数位置,默认为0

mysql> select round(1.6);
+------------+
| round(1.6) |
+------------+
|          2 |
+------------+

6、求x的y次幂pow(x,y)

mysql> select pow(2,3);
+----------+
| pow(2,3) |
+----------+
|        8 |
+----------+

7、随机数rand(),值为0-1.0的浮点数

mysql> select rand();
+--------------------+
| rand()             |
+--------------------+
| 0.0713081630610937 |
+--------------------+

3、日期时间函数

  • 获取子值,语法如下
    • year(date)返回date的年份(范围在1000到9999)
    • month(date)返回date中的月份数值
    • day(date)返回date中的日期数值
    • hour(time)返回time的小时数(范围是0到23)
    • minute(time)返回time的分钟数(范围是0到59)
    • second(time)返回time的秒数(范围是0到59)
mysql> select year('2019-7-11');
+-------------------+
| year('2019-7-11') |
+-------------------+
|              2019 |
+-------------------+
  • 日期计算,使用+-运算符,数字后面的关键字为year、month、day、hour、minute、second
mysql> select '2019-7-11'+interval 1 day;
+----------------------------+
| '2019-7-11'+interval 1 day |
+----------------------------+
| 2019-07-12                 |
+----------------------------+

日期格式化date_format(date,format),format参数可用的值如下

  • 获取年%Y,返回4位的整数 * 获取年%y,返回2位的整数 * 获取月%m,值为1-12的整数
  • 获取日%d,返回整数 * 获取时%H,值为0-23的整数 * 获取时%h,值为1-12的整数 * 获取分%i,值为0-59的整数 * 获取秒%s,值为0-59的整数

九、事物

  • 当一个业务逻辑需要多个sql语句完成时,如果其中某条sql语句出错,则希望整个操作都退回
  • 使用事务可以完成退回的功能,保证业务逻辑的正确性
  • 事务四大特性(简称ACID)
    • 原子性(Atomicity):事务中的全部操作在数据库中是不可分割的,要么全部完成,要么均不执行
    • 一致性(Consistency):几个并行执行的事务,其执行结果必须与按某一顺序串行执行的结果相一致
    • 隔离性(Isolation):事务的执行不受其他事务的干扰,事务执行的中间结果对其他事务必须是透明的
    • 持久性(Durability):对于任意已提交事务,系统必须保证该事务对数据库的改变不被丢失,即使数据库出现故障
  • 要求:表的类型必须是innodb或bdb类型,才可以对此表使用事务
  • 查看表的创建语句
show create table Stu_score;
  • 修改表的类型:alter table '表名' engine=innodb;
alter table Stu_score engine=innodb;
  • 事务语句
开启begin;
提交commit;
回滚rollback;

  在begin;后面写我们要操作的SQL语句组合也就是我们所谓的要执行的事物,但是这个时候写好的SQL语句就算我们回车之后,也不会执行,知道commit;执行之后才会被执行到数据库中,rollback回滚是我们begin;之后发现我们写错了,或者不想执行了,都可以在commit;之前回滚到上一次commit;的状态,很像版本控制器SVN和GIT一样

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券