数据库粗略回顾（二）
MySQL SQL
数据库
发布日期:   2020-03-03
作者:   Adward
文章字数:   5.3k
阅读时长:   21 分
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四、查询数据

4.1 基本查询

要查询数据库表的数据，我们使用如下的SQL语句：

SELECT * FROM <表名>

假设表名是students，要查询students表的所有行，我们用如下SQL语句： 

SELECT * FROM students

使用SELECT FROM students时，SELECT是关键字，表示将要执行一个查询，**表示“所有列”**，FROM表示将要从哪个表查询，本例中是students表。

该SQL将查询出students表的所有数据。注意：查询结果也是一个二维表，它包含列名和每一行的数据。

要查询classes表的所有行，我们用如下SQL语句：

SELECT * FROM classes

SELECT语句其实并不要求一定要有FROM子句。我们来试试下面的SELECT语句：
SELECT语句其实并不要求一定要有FROM子句。我们来试试下面的SELECT语句：

SELECT 100+200;

100 + 200
300

上述查询会直接计算出表达式的结果。虽然SELECT可以用作计算，但它并不是SQL的强项。但是，不带FROM子句的SELECT语句有一个有用的用途，就是用来判断当前到数据库的连接是否有效。许多检测工具会执行一条SELECT 1;来测试数据库连接。

小结

使用SELECT查询的基本语句SELECT FROM <表名> 可以查询一个表的所有行和所有列的数据。
SELECT查询的结果是一个二维表*。

4.2 条件查询

根据条件选择性地获取指定条件的记录例如，查询分数在80分以上的学生记录。在一张表有数百万记录的情况下，获取所有记录不仅费时，还费内存和网络带宽。

SELECT语句可以通过WHERE条件来设定查询条件，查询结果是满足查询条件的记录。例如，要指定条件“分数在80分或以上的学生”，写成WHERE条件就是

SELECT * FROM students WHERE score >= 80。

其中，WHERE关键字后面的score >= 80就是条件。score是列名，该列存储了学生的成绩，因此，score >= 80就筛选出了指定条件的记录：

因此，条件查询的语法就是：

SELECT * FROM <表名> WHERE <条件表达式>

条件表达式可以用<条件1> AND <条件2>表达满足条件1并且满足条件2。例如，符合条件“分数在80分或以上”，并且还符合条件“男生”，把这两个条件写出来：

SELECT * FROM students WHERE score >=80 AND gender = 'M'

第二种条件是<条件1> OR <条件2>，表示满足条件1或者满足条件2。

SELECT * FROM students WHERE score >= 80 OR gender = 'M'

第三种条件是NOT <条件>，表示“不符合该条件”的记录。
eg:

SELECT * FROM students WHERE NOT class_id =2;

上述NOT条件NOT class_id = 2其实等价于class_id <> 2，因此，NOT查询不是很常用。

要组合三个或者更多的条件，就需要用小括号()表示如何进行条件运算。例如，编写一个复杂的条件：分数在80以下或者90以上，并且是男生：

SELECT * FROM students WHERE (score <80 OR score > 90) AND gender = 'M';

如果不加括号，条件运算按照NOT、AND、OR的优先级进行，即NOT优先级最高，其次是AND，最后是OR。加上括号可以改变优先级。

常用的条件表达式

= > >= < <= 

<>      不等于      score <> 80    name <> 'abc'
使用LIKE判断相似    
name LIKE 'ab%'            name LIKE '%bc%'    %表示任意字符，
例如'ab%'将匹配'ab'，'abc'，'abcd'

小结

通过WHERE条件查询，可以筛选出符合指定条件的记录，而不是整个表的所有记录。

4.3 投影查询

使用SELECT * FROM <表名> WHERE <条件>可以选出表中的若干条记录。我们注意到返回的二维表结构和原表是相同的，即结果集的所有列与原表的所有列都一一对应。

如果我们只希望返回某些列的数据，而不是所有列的数据，我们可以用SELECT 列1, 列2, 列3 FROM …，让结果集仅包含指定列。这种操作称为投影查询

例如，从students表中返回id、score和name这三列：

SELECT id, score, name FROM students;

这样返回的结果集就只包含了我们指定的列，并且，结果集的列的顺序和原表可以不一样。

使用SELECT 列1, 列2, 列3 FROM ...时，还可以给每一列起个别名，这样，结果集的列名就可以与原表的列名不同。它的语法是SELECT 列1 别名1, 列2 别名2, 列3 别名3 FROM ...

例如，以下SELECT语句将列名score重命名为points，而id和name列名保持不变：

SELECT id, score points, name FROM students;

投影查询同样可以接WHERE条件，实现复杂的查询：

SELECT id, score points, name FROM students WHERE gender = ‘M’;

小结

使用SELECT 表示查询表的所有列，使用SELECT 列1, 列2, 列3则可以仅返回指定列，这种操作称为*投影。

SELECT语句可以对结果集的列进行重命名。

4.4 排序

使用SELECT查询时，查询结果集通常是按照id排序的，也就是根据主键排序。如果我们要根据其他条件排序，可以加上ORDER BY子句。
例如按照成绩从低到高进行排序：

SELECT id, name, gender, score FROM students ORDER BY score;

如果要反过来，按照成绩从高到底排序，我们可以加上 DESC 表示“倒序”：(DESCEND的缩写啊）

SELECT id, name, gender, score FROM students    ORDER BY score  DESC;

如果score列有相同的数据，要进一步排序，可以继续添加列名。例如，使用ORDER BY score DESC, gender表示先按score列倒序，如果有相同分数的，再按gender列排序：

SELECT id, name, gender, score  FROM    students ORDER BY score DESC, gender;

默认的排序规则是ASC：“升序”，即从小到大。ASC可以省略，即ORDER BY score ASC和ORDER BY score效果一样。

如果有WHERE子句，那么ORDER BY子句要放到WHERE子句后面。例如，查询一班的学生成绩，并按照倒序排序：

SELECT id, name, gender, socre  
FROM students 
WHERE class_id = 1 
ORDER BY score DESC;

这样，结果集仅包含符合WHERE条件的记录，并按照ORDER BY的设定排序。

小结

使用ORDER BY可以对结果集进行排序；
可以对多列进行升序、倒序排序。

4.5 分页查询

使用SELECT查询时，如果结果集数据量很大，比如几万行数据，放在一个页面显示的话数据量太大，不如分页显示，每次显示100条。

分页实际上就是从结果集中“截取”出第M~N条记录。这个查询可以通过LIMIT <M> OFFSET <N>子句实现。
我们先把所有学生按照成绩从高到低进行排序：

SELECT id, name, gender, score FROM students ORDER BY score DESC;

现在，我们把结果集分页，每页3条记录。要获取第1页的记录，可以使用 LIMIT 3 OFFSET 0：

SELECT id, name, gender, score
FROM students
ORDER BY score DESC
LIMIT 3 OFFSET 0;

上述查询LIMIT 3 OFFSET 0表示，对结果集从0号记录开始，最多取3条。注意SQL记录集的索引从0开始。

如果要查询第2页，那么我们只需要“跳过”头3条记录，也就是对结果集从3号记录开始查询，把OFFSET设定为3：

SELECT id, name, gender, score
FROM students
ORDER BY score DESC
LIMIT 3 OFFSET 3;

类似的，查询第3页的时候，OFFSET应该设定为6:

SELECT id, name, gender, score
FROM students
ORDER BY score DESC
LIMIT 3 OFFSET 6;

查询第4页的时候，OFFSET应该设定为9:

由于第4页只有1条记录，因此最终结果集按实际数量1显示。LIMIT 3表示的意思是“最多3条记录”。

可见，分页查询的关键在于，首先要确定每页需要显示的结果数量pageSize（这里是3），然后根据当前页的索引pageIndex（从1开始），确定 LIMIT 和 OFFSET 应该设定的值：

REMEMBER

  • LIMIT总是设定为pageSize；
  • OFFSET计算公式为pageSize * (pageIndex - 1)。

这样就能正确查询出第N页的记录集。

如果原本记录集一共就10条记录，但我们把OFFSET设置为20，会得到什么结果呢？

SELECT id, name, gender, score
FROM students
ORDER BY score DESC
LIMIT 3 OFFSET 20;

OFFSET超过了查询的最大数量并不会报错，而是得到一个空的结果集。

注意

OFFSET是可选的，如果只写LIMIT 15，那么相当于LIMIT 15 OFFSET 0。

在MySQL中，LIMIT 15 OFFSET 30还可以简写成LIMIT 30, 15。

使用LIMIT <M> OFFSET <N>分页时，随着N越来越大，查询效率也会越来越低。

小结

使用LIMIT <M> OFFSET <N>可以对结果集进行分页，每次查询返回结果集的一部分；

分页查询需要先确定每页的数量和当前页数，然后确定LIMIT和OFFSET的值。

4.6 聚合查询

对于 统计总数、平均数 这类计算，SQL提供了专门的聚合函数，使用聚合函数进行查询，就是聚合查询，它可以快速获得结果。

以查询students表一共有多少条记录为例，我们可以使用SQL内置的COUNT()函数查询：

SELECT COUNT(*) FROM students;

COUNT(*)
10

COUNT(*)表示查询所有列的行数，要注意聚合的计算结果虽然是一个数字，但查询的结果仍然是一个二维表，只是这个二维表只有一行一列，并且列名是COUNT(*)

通常，使用聚合查询时，我们应该给结果集的列名设置一个别名，便于处理结果：

SELECT COUNT(*) num FROM students;

COUNT(*)和COUNT(id)（或者score啊，gender啊）实际上是一样的效果。另外注意，聚合查询同样可以使用WHERE条件，因此我们可以方便地统计出有多少男生、多少女生、多少80分以上的学生等：

SELECT COUNT(*) boys FROM students WHERE  gender = 'M'

除了COUNT()函数外，SQL还提供了如下聚合函数：

函数    说明
SUM    计算某一列的合计值，该列必须为数值类型
AVG    计算某一列的平均值，该列必须为数值类型
MAX    计算某一列的最大值
MIN    计算某一列的最小值

注意，MAX()和MIN()函数并不限于数值类型。如果是字符类型，MAX()和MIN()会返回排序最后和排序最前的字符。 (大小写不敏感）

要统计男生的平均成绩，我们用下面的聚合查询：

SELECT AVG(score) average FROM students WHERE gender ='M';

要特别注意：如果聚合查询的WHERE条件没有匹配到任何行，COUNT()会返回0，而SUM()、AVG()、MAX()和MIN()会返回NULL：

 每页3条记录，如何通过聚合查询获得总页数？

  SELECT CEILING(COUNT(*) / 3) FROM students;

分组

如果我们要统计一班的学生数量，我们知道，可以用SELECT COUNT(*) num FROM students WHERE class_id = 1;。如果要继续统计二班、三班的学生数量，难道必须不断修改WHERE条件来执行SELECT语句吗？

（我的理解是 ：分组的意义在于可以查询多个同样条件的值）

对于聚合查询，SQL还提供了“分组聚合”的功能 

按class_id分组:
SELECT MAX(*) num FROM students GROUP BY class_id;
//result
num
NULL
NULL
NULL

执行这个查询，COUNT()的结果不再是一个，而是3个，这是因为，GROUP BY子句指定了按class_id分组，因此，执行该SELECT语句时，会把class_id相同的列先分组，再分别计算，因此，得到了3行结果。

但是这3行结果分别是哪三个班级的，不好看出来，所以我们可以把class_id列也放入结果集中：

SELECT class_id, COUNT(*) num FROM students GROUP BY class_id;
 //result

class_id    num
1           4
2           3
3           3

这下结果集就可以一目了然地看出各个班级的学生人数。我们再试试把name放入结果集：

SELECT name, class_id, COUNT(*) num FROM students GROUP BY class_id;
//result

name    class_id    num
NULL    1           4
NULL    2            3
NULL    3            3

不出意外，执行这条查询我们会得到一个语法错误，因为在任意一个分组中，只有class_id都相同，name是不同的，SQL引擎不能把多个name的值放入一行记录中。因此，聚合查询的列中，只能放入分组的列。

也可以使用多个列进行分组。例如，我们想统计各班的男生和女生人数：

-- 按class_id, gender分组:
SELECT class_id, gender, count(*) num 
FROM students 
GROUP BY class_id, gender;   
//共 3 * 2  = 6 条记录
分别对应各班级的男生和女生人数

练习

1.请使用一条SELECT查询查出每个班级的平均分：

 查出每个班级的平均分，结果集应当有3条记录:
 SELECT class_id, AVG(score) average_of_class 
 FROM students 
GROUP BY class_id
（不分组的话不能返回多个啊）

//RESULTS
class_id    average_of_class
1           86.5
2            73.66666666666667
3            89.33333333333333

  1. 请使用一条SELECT查询查出每个班级男生和女生的平均分：

     SELECT class_id, gender, AVG(score) average
 FROM students
 GROUP BY class_id, gender;
    //RESULTS
    class_id    gender    average
        1           M        89
        1           F       84
        2           F       81
        2           M        70
        3           F        89.5
        3           M       89

小结

使用SQL提供的聚合查询，我们可以方便地计算总数、合计值、平均值、最大值和最小值；
聚合查询也可以添加WHERE条件。

4.7 多表查询

SELECT查询不但可以从一张表查询数据，还可以从多张表同时查询数据。查询多张表的语法是：
SELECT * FROM <表1> <表2>。

如，同时从students表和classes表的“乘积”，即查询数据，可以这么写：

SELECT * FROM students, classes;
//最后得到了四十条数据 十个人 四个班

这种一次查询两个表的数据，查询的结果也是一个二维表，它是students表和classes表的“乘积”，即students表的每一行与classes表的每一行都两两拼在一起返回。
结果集的列数是students表和classes表的列数之和，行数是students表和classes表的行数之积。

这种多表查询又称笛卡尔查询，使用笛卡尔查询时要非常小心，由于结果集是目标表的行数乘积，对两个各自有100行记录的表进行笛卡尔查询将返回1万条记录，对两个各自有1万行记录的表进行笛卡尔查询将返回1亿条记录。

id    class_id    name    gender    score    id    name
1    1            小明        M       90    1    一班
1    1            小明        M      90    2    二班
1    1            小明        M      90    3    三班
1    1            小明        M       90    4    四班
2    1            小红        F      95    1    一班
2    1           小红        F       95    2    二班
2    1            小红        F      95    3    三班
2    1            小红        F       95    4    四班
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

上述查询的结果集（省略）有两列id和两列name，两列id是因为其中一列是students表的id，而另一列是classes表的id，但是在结果集中，不好区分。两列name同理

要解决这个问题，我们仍然可以利用投影查询的“设置列的别名”来给两个表各自的id和name列起别名：

-- set alias:
SELECT 
    students.id     sid,
    students.name,
    students.gender,
    students.score,
    class.id    cid,
    class.name  cname
FROM students, classes;

注意，多表查询时，要使用 表名.列名 这样的方式来引用列和设置别名，这样就避免了结果集的列名重复问题。但是，用表名.列名
这种方式列举两个表的所有列实在是很麻烦，所以SQL还允许给表设置一个别名，让我们在投影查询中引用起来稍微简洁一点： 

-- set table alias:
SELECT
    s.id    sid,
    s.name,
    s.gender,
    s.score,
    c.id    cid,
    c.name  cname
    //这里不需要逗号！！！
FROM    students    s, classes  c;
//细节啊

注意到FROM子句给表设置别名的语法是FROM <表名1> <别名1>, <表名2> <别名2>。这样我们用别名s和c分别表示students表和classes表。

多表查询也是可以添加WHERE条件的

-- set where clause:
SELECT 
    s.id sid,
    s.name,
    s.gender,
    s.score,
    c.id cid,
    c.name cname
FROM students s, classes c
WHERE s.gender = 'M'  AND c.id =1
//得到 5*1 = 5个记录

这个查询的结果集每行记录都满足条件s.gender = ‘M’和c.id = 1。添加WHERE条件后结果集的数量大大减少了。

小结

  • 使用多表查询可以获取M x N行记录；
  • 多表查询的结果集可能非常巨大，小心使用。

4.8 连接查询

连接查询是另一种类型的多表查询。连接查询对多个表进行JOIN运算，简单地说，就是先确定一个主表作为结果集，然后，把其他表的行有选择性地“连接”在主表结果集上

例如，我们想要选出students表的所有学生信息，可以用一条简单的SELECT语句完成：

SELECT 
    s.id, s.name, 
    s.class_id, s.gender,
    s.score 
FROM 
    students s;

但是，假设我们希望结果集同时包含所在班级的名称，上面的结果集只有class_id列，缺少对应班级的name列。

现在问题来了，存放班级名称的name列存储在classes表中，只有根据students表的class_id，找到classes表对应的行，再取出name列，就可以获得班级名称。

这时，连接查询就派上了用场。我们先使用最常用的一种内连接——INNER JOIN来实现：

-- 选出所有学生，同时返回班级名称
SELECT
    s.id,   s.name, s.class_id,
    c.name  class_name,
    s.gender,   s.score
FROM    students    s
INNER JOIN  classe  c
ON  s.class_id  =   c.id;


id    name    class_id    class_name    gender    score
1    小明        1           一班        M        90
2    小红        1           一班        F        95
3    小军        1           一班        M        88
4    小米        1            一班        F        73
5    小白        2            二班        F        81
6    小兵        2           二班      M        55
7    小林        2            二班        M        85
8    小新        3            三班        F        91
9    小王        3           三班        M        89
10    小丽        3            三班        F        88

注意INNER JOIN查询的写法是：

  • 1、先确定主表，仍然使用FROM <表1>的语法；
  • 2、再确定需要连接的表，使用INNER JOIN <表2>的语法；
  • 3、然后确定连接条件，使用ON <条件...>，这里的条件是s.class_id = c.id，表示students表的class_id列与classes表的id列相同的行需要连接；
  • 4、可选：加上WHERE子句、ORDER BY等子句。

使用别名不是必须的，但可以更好地简化查询语句。

那什么是内连接（INNER JOIN）呢？先别着急，有内连接（INNER JOIN）就有外连接（OUTER JOIN）。我们把内连接查询改成外连接查询，看看效果：

-- 使用OUTER JOIN
SELECT
        s.id,   s.name, s.class_id,
        c.name  class_name,
        s.gender,   s.score
FROM    students    s
RIGHT OUTER JOIN  classe  c
ON  s.class_id  =   c.id;
//结果略

执行上述RIGHT OUTER JOIN可以看到，和INNER JOIN相比，RIGHT OUTER JOIN多了一行，多出来的一行是“四班”，但是，学生相关的列如name、gender、score都为NULL。

这也容易理解，因为根据ON条件s.class_id = c.id，classes表的id=4的行正是“四班”，但是，students表中并不存在class_id=4的行。

有RIGHT OUTER JOIN，就有LEFT OUTER JOIN，以及FULL OUTER JOIN。它们的区别是：

  • 1、INNER JOIN只返回同时存在于两张表的行数据，由于students表的class_id包含1，2，3，classes表的id包含1，2，3，4，所以，INNER JOIN根据条件s.class_id = c.id返回的结果集仅包含1，2，3。

  • 2、RIGHT OUTER JOIN返回右表都存在的行。如果某一行仅在右表存在，那么结果集就会以NULL填充剩下的字段。

  • 3、LEFT OUTER JOIN则返回左表都存在的行。如果我们给students表增加一行，并添加class_id=5，由于classes表并不存在id=5的行，所以，LEFT OUTER JOIN的结果会增加一行，对应的class_name是NULL：

   -- 先增加一列class_id=5:
    INSERT INTO students (class_id, name, gender, score) values (5, '新生', 'M', 88);
    -- 使用LEFT OUTER JOIN


    SELECT 
        s.id, s.name, s.class_id,                 c.name class_name, s.gender,              s.score
    FROM students s
    LEFT OUTER JOIN classes c
    ON s.class_id = c.id;

    //RESULTS 多了一行
    id    name    class_id    class_name    gender    score
    11    新生    5    NULL    M    88

最后，我们使用FULL OUTER JOIN，它会把两张表的所有记录全部选择出来，并且，自动把对方不存在的列填充为NULL：

-- 使用FULL OUTER JOIN
SELECT 
            s.id, s.name, s.class_id,                 c.name class_name, s.gender,              s.score
        FROM students s
        FULL OUTER JOIN classes c
        ON s.class_id = c.id;

        //RESULTS 多了两行
id        name    class_id    class_name    gender        score
11        新生        5            NULL        M           88
 NULL    NULL        NULL        四班        NULL        NULL

小结

  • 总的来说，我觉得
    INNER JOIN 即 A ∩ B
    LEFT OUTER JOIN 即 A∪ （A∩B）
    RIGHT OUTER JOIN 即 B∪ （A∩B）
    FULL OUTER JOIN 即 A ∪ B
    （有图更形象）
  • JOIN查询需要先确定主表，然后把另一个表的数据“附加”到结果集上；INNER JOIN是最常用的一种JOIN查询，它的语法是 SELECT … FROM <表1> INNER JOIN <表2> ON <条件…>；
  • JOIN查询仍然可以使用WHERE条件和ORDER BY排序。
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