Учебник по языку sql (ddl, dml) на примере диалекта ms sql server. часть четвертая

Запрос для выборки данных (select)

Это, пожалуй, один из самых часто используемых типов sql-запросов (ведь данные составляются не для хранения, а для их использования) и поэтому у него имеется масса дополнительных возможностей (сортировка, группировка и так далее; о них читайте в прочих обзорах, в рамках этого обзора они не столь важны).

Строится данный запрос следующим образом:

select col1, col2, ..., colN from table where clause;

где select — это начало запроса, col1, col2, …, colN — это перечисление колонок, которые необходимо отобразить (важно знать, что если требуются все колонки таблицы, то вместо перечисления можно указывать просто символ звездочки *, что очень удобно, особенно, если структура таблицы постоянно корректируется или же заранее не известны все доступные колонки, кроме тех, что в фильтре), from — обозначает, что далее будет указано имя таблицы, where — обозначает, что далее будет указан фильтр, clause — сам фильтр (аналогично delete и update). После sql-запроса ставится точка с запятой

Примечание: Важно отметить, что часть where с clause являются необязательными. То есть, если фильтр не требуется, то их можно не писать

Однако, если фильтр нужен, то обе составляющих необходимо использовать в запросе.

Рассмотрим пример. Допустим, нам необходимо получить возраст и имя всех тех, чье день рождение было до 1-го января 1999 года. Тогда sql-запрос будет выглядеть так:

select Name, Age from somedata where Date < '01.01.1999';

Обратите внимание, что порядок колонок после select может быть произвольным, что позволяет получать удобные для восприятия подтаблицы данных (выборки)

Сложные табличные подзапросы

Операция EXISTS

Результат выполнения таких операций представляет собой значения или .

Для операции результат равен , если в возвращаемой подзапросом таблице присутствует хотя бы одна строка.

Если в результирующей таблице подзапроса пуста, то операция возвращает значение . Для операции используются обратные правила обработки.

Поскольку обе операции проверяют лишь наличие строк в результирующей таблице подзапроса, то эта таблица может содержать произвольное количество столбцов.

Пример 11.Определить наименования поставщиков, которые поставляют детали.

Такой подзапрос относится к табличным, так как возвращает множество значений.

Подзапрос является сложным, потому что он не может выполняться независимо от внешнего запроса.

В этом случае выполнение оператора начинается с внешнего запроса, который поочередно отбирает каждую отдельную строку таблицы P. Для каждой выбранной строки СУБД выполняет подзапрос один раз. В результирующую таблицу помещаются только те наименования поставщиков, для которых подзапрос возвращает хотя бы одну строку.

Первой выбирается строка с информацией о поставщике Иванов. В подзапрос вместо P.pnum подставляется значение 1 (номер поставщика Иванова), после чего подзапрос выполняется.

Подзапрос возвращает три первых строки из таблицы PD, соответствующие поставкам Иванова, поэтому результат операции равен , и наименование Иванов помещается в результирующую таблицу.

Аналогично результат получается для поставщиков Петров и Сидоров. При выборе строки с информацией о поставщике Кузнецов, подзапрос возвращает пустое множество, поэтому результат операции равен , и наименование Кузнецов не помещается в результирующую таблицу.

Создание самосоединений

Самосоединение это обычное соединение языка SQL, которое соединяет таблицу саму с собой. Такое соединение позволяет сравнивать значения, хранящиеся в одном столбце таблицы.

При самосоединении используются псевдонимы таблиц, которые позволяют различать соединяемые копии таблиц. Псевдонимы вводятся в предложении и используются как обычные имена таблиц.

Пример 12.Определить наименования поставщиков, которые поставляют и деталь с номером 1, и деталь с номером 2.

Один из вариантов решения задачи можно записать с помощью подзапроса следующим образом.

Тот же самый результат можно получить используя соединение таблицы PD с ее копией, назовем ее PD1, следующим образом:

Пример 13.Определить наименования поставщиков, которые поставляют и деталь с номером 1, и деталь с номером 2, и деталь с номером 3.

Обработка и выполнение SQL-запросов

Чтобы повысить производительность вашего SQL-запроса, вам сначала нужно знать, что происходит, когда вы запускаете запрос на выполнение.

Во-первых, производится грамматический разбор и строится синтаксическое дерево запроса. Запрос анализируется с целью выявления того, насколько он удовлетворяет синтаксическим и семантическим требованиям. Парсер создает внутреннее представление входящего запроса. Затем это внутреннее представление передается обработчику кода.

Затем в дело вступает оптимизатор – его задача найти оптимальное выполнение или построить оптимальный план данного запроса. План выполнения точно определяет, какой алгоритм используется для каждой операции, и как координируется выполнение операций.

Чтобы действительно найти наиболее оптимальный план выполнения, оптимизатор рассчитывает все возможные планы выполнения, определяет качество или стоимость каждого плана, берет информацию о текущем состоянии базы данных и затем выбирает наилучший план как окончательный и пригодный для выполнения. Оптимизаторы запросов могут быть неидеальными, поэтому пользователям баз данных и администраторам иногда приходится вручную проверять и настраивать планы выполнения запросов, предложенные оптимизатором, чтобы повысить производительность выполнения запроса.

Теперь вы, вероятно, задаетесь вопросом, что считается «хорошим планом запроса».

Как вы уже прочитали выше, критерий стоимости плана играет огромную роль. А именно, для оценки плана необходимы такие вещи, как количество дисковых операций ввода-вывода, стоимость процессора и общее время отклика, которое может наблюдаться для клиента базы данных, а также общее время выполнения. Именно здесь появляется понятие временной сложности. Но об этом вы узнаете чуть позже.

Затем выполняется выбранный план запроса, они оцениваются механизмом выполнения системы и после этого возвращаются результаты вашего запроса.

Таким образом эту последовательность можно записать в виде следующего списка шагов (см. картинку с английской терминологией ниже):

• SQL-выражение
• Синтаксической разбор
• Компоновка
• Оптимизация запроса
• Выполнение запроса

• Результаты запроса

Из предыдущего раздела может быть уже понятно, что принцип обработки «что на входе, то и на выходе» (Garbage In, Garbage Out (GIGO)) естественным образом распространяется на обработку и выполнение запроса: тот, кто формулирует запрос, также держит в руках и ключи от производительности SQL-запроса. Если оптимизатор получает плохо сформулированный запрос, он может только сделать так …

Это означает, что есть некоторые вещи, которые вы можете сделать, когда пишете запрос. Как мы уже во введении, ваша ответственность за качество написания запроса складывается из двух составляющих: в написании запросов, соответствующих определенному стандарту, и понимании того, где могут возникать проблемы при исполнении вашего запроса.

Идеальной отправной точкой является анализ узких мест в ваших запросах, то есть тех мест, в которых могут возникнуть проблемы. И, в общем, есть четыре причины и ключевых слова, где новичков могут ожидать проблемы с производительностью:

• Оператор  ;
• Ключевые слова    или ,
• Оператор  .

Конечно, такой подход слишком прост и наивен, но для новичка эти утверждения являются хорошими указателями, и можно с уверенностью сказать, что, когда вы только начинаете, эти точки – как раз те места, где происходят неправильные действия и, как это ни парадоксально, где их также трудно обнаружить.

Тем не менее, вы также должны понимать, что производительность – это то, что понимается в определенном контексте: просто так сказать, что эти причины и ключевые слова плохи, не есть способ понимания производительности SQL запроса. То есть наличие предложения  или  в вашем запросе не обязательно означает, что это плохой запрос …

Прочитайте наш на следующий раздел, чтобы познакомиться подробнее с анти-шаблонами и альтернативными подходами к написанию запросов. Эти советы и трюки послужат для вас неким ориентиром. Нужно ли вам переписать свой запрос и как это сделать, если его действительно нужно переписать, зависит от количества данных, базы данных и количества раз, которое вам потребуется выполнять запрос. А здесь решающее значение имеет уже только цель вашего запроса и наличие некоторых предварительных знаний о структуре базе данных, к которой вы хотите обратиться!

Основные моменты при изучении Sql

Как уже отмечалось выше, запросы применяются для обработки и ввода новой информации в БД, состоящую из таблиц. Каждая ее строка — это отдельная запись. Итак, создадим БД. Для этого напишите команду:

Create database ‘bazaname’

В кавычках пишем имя БД на латинице. Старайтесь придумать для нее понятное имя. Не создавайте базу типа «111», «www» и тому подобное.

После создания БД устанавливаем кодировку windows-1251:

SET NAMES ‘utf-8’

Это нужно чтобы контент на сайте правильно отображаться.

Теперь создаем таблицу:

CREATE TABLE ‘bazaname’ . ‘table’ (

id INT(8) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

log VARCHAR(10),

pass VARCHAR(10),

date DATE

);

Во второй строке мы прописали три атрибута. Посмотрим, что они означают:

• Атрибут NOT NULL означает, что ячейка не будет пустой (поле обязательное для заполнения);
• Значение AUTO_INCREMENT — автозаполнение;
• PRIMARY KEY — первичный ключ.

Базовый синтаксис SQL команды SELECT

Одна из основных функций SQL — получение данных из СУБД. Для построения всевозможных запросов к базе данных используется оператор SELECT. Он позволяет выполнять сложные проверки и обработку данных.

Общая структура запроса

SELECT  поля_таблиц 
 



]

В описанной структуре запроса необязательные параметры указаны в квадратных скобках.

Параметры оператора

• DISTINCT используется для исключения повторяющихся строк из результата
• ALL (по умолчанию) используется для получения всех данных, в том числе и повторений
• FROM перечисляет используемые в запросе таблицы из базы данных
• WHERE — это условный оператор, который используется для ограничения строк по какому-либо условию
• GROUP BY используется для группировки строк
• HAVING применяется после группировки строк для фильтрации по значениям агрегатных функций
• ORDER BY используется для сортировки. У него есть два параметра:
• ASC (по умолчанию) используется для сортировки по возрастанию
• DESC — по убыванию
• LIMIT используется для ограничения количества строк для вывода

SQL-псевдонимы

Псевдонимы используются для представления столбцов или таблиц с именем отличным от оригинального. Это может быть полезно для улучшения читабельности имён и создания более короткого наименования столбца или таблицы.

Например, если в вашей таблице есть столбец good_type_id, вы можете переименовать его просто в id, для того, чтобы сделать его более коротким и удобным в использовании в будущем.

Для создания псевдонимов используется оператор AS:

SELECT 
    good_type_id AS id 
FROM 
    GoodTypes;

Примеры использования

Вы можете выводить любые строки и числа вместо столбцов:

SELECT 
    "Hello world", 1;

Для того, чтобы вывести все данные из таблицы Company, вы можете использовать символ «*», который буквально означает «все столбцы»:

SELECT 
    * 
FROM 
    Company;

Вы можете вывести любой столбец, определённый в таблице, например, town_to из таблицы Trip:

SELECT 
    town_to 
FROM 
    Trip;

Также вы можете вывести несколько столбцов. Для этого их нужно перечислить через запятую:

SELECT 
    member_name, status 
FROM 
    FamilyMembers;

Иногда возникают ситуации, в которых нужно получить только уникальные записи. Для этого вы можете использовать DISTINCT. Например, выведем список городов без повторений, в которые летали самолеты:

SELECT 
    DISTINCT town_to 
FROM 
    Trip;

Эта конструкция используется для формирования словарей, примеры рассмотрим в главе про команду INSERT

Зачем мне изучать SQL, если я занимаюсь данными?

SQL весьма далек от забвения – напротив, это один из самых востребованных навыков, который вы можете найти в описаниях вакансий в области обработки больших данных, независимо от того, хотите ли вы устроиться на должность аналитика данных, инженера по данным, научного сотрудника в области данных или в качестве еще кого-либо. Этот факт подтверждается результатами исследования рынка труда, проведенным O’Reilly в 2016 году: 70% респондентов, участвовавших в опросе, подтвердили, что в своей профессиональной деятельности они используют SQL. Более того, в обзоре результатов этого исследования язык SQL занимает более высокую позицию, по сравнению с другими языками программирования, такими как R (57%) и Python (54%).

Теперь вы понимаете в чем тут дело: SQL является обязательным навыком, если вы хотите получить работу в сфере обработки больших данных.

Неплохо для языка, который был разработан еще в начале 1970-х годов прошлого века, не правда ли?

Но почему так часто используется именно этот язык? И почему он до сих пор не мертв, как многие другие языки того же поколения?

Для объяснения этого факта можно найти несколько причин: во-первых, компании в основном хранят данные в реляционных системах управления базами данных (RDBMS) или в системах управления реляционными потоками данных (RDSMS), и SQL требуется для доступа к таким хранимым данным. SQL – это универсальный язык данных: он дает вам возможность взаимодействовать практически с любой базой данных или даже создавать свои локальные базы данных!

Только имейте в виду, что существует немало реализаций SQL, которые несовместимы между собой и не обязательно соответствуют стандартам. Знание стандартного SQL, таким образом, является обязательным для каждого, желающего найти свой путь в это наукоемкой отрасли.

Кроме того, можно с уверенностью сказать, что SQL также включается в новые технологии, такие как Hive, SQL-подобный язык запросов, ориентированный на запросы и управление большими наборами данных, или Spark SQL, которые вы можете использовать для выполнения SQL запросов. Но еще раз напоминаем, SQL, который вы найдете в этих технологиях, будет отличаться от стандартного, который вы, возможно, уже знаете, но разобраться в особенностях конкретной реализации, зная стандартный SQL, вам будет значительно проще.

Если хотите, можем привести такую аналогию с линейной алгеброй: сосредоточив все усилия только на этой одной области математики, вы сможете использовать полученные знания и как хорошую основу для овладения машинным обучением!

Короче говоря, вот причины, по которым вам следует изучить язык структурированных запросов:

• Он довольно прост в изучении, даже для новичков. Рост знаний и навыков происходит довольно быстро, и вы в кратчайшие сроки научитесь писать запросы.
• Изучение SQL подчиняется принципу «однажды изученное может применяться повсюду», поэтому это отличное вложение вашего времени и сил!
• Это отличное дополнение к языкам программирования. В некоторых случаях писать запрос даже предпочтительнее, чем писать код, потому что он более эффективен!
• …

И чего же ты все еще ждешь?

Команды языка управления транзакциями

Команды языка управления транзакциями ( TCL (Тгаnsасtiоn Соntrol Language) ) команды позволяют определить исход транзакции.
Команды управления транзакциями управляют изменениями в базе данных, которые осуществляются командами манипулирования данными.Транзакция (или логическая единица работы) – неделимая с точки зрения воздействия на базу данных последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует.COMMIT — заканчивает («подтверждает») текущую транзакцию и делает постоянными (сохраняет в базе данных) изменения, осуществленные этой транзакцией. Также стирает точки сохранения этой транзакции и освобождает ее блокировки. Можно также использовать эту команду для того, чтобы вручную подтвердить сомнительную распределенную транзакцию.ROLLBACK — выполняет откат транзакции, т.е. отменяет все изменения, сделанные в текущей транзакции. Можно также использовать эту команду для того, чтобы вручную отменить работу, проделанную сомнительной распределенной транзакцией.
Понятие транзакции имеет непосредственную связь с понятием целостности базы данных. Очень часто база данных может обладать такими ограничениями целостности, которые просто невозможно не нарушить, выполняя только один оператор изменения БД. Например, невозможно принять сотрудника в отдел, название и код которого отсутствует в базе данных.
В системах с развитыми средствами ограничения и контроля целостности каждая транзакция начинается при целостном состоянии базы данных и должна оставить это состояние целостными после своего завершения. Несоблюдение этого условия приводит к тому, что вместо фиксации результатов транзакции происходит ее откат (т.е. вместо оператора COMMIT выполняется оператор ROLLBACK), и база данных остается в таком состоянии, в котором находилась к моменту начала транзакции, т.е. в целостном состоянии.
В связи со свойством сохранения целостности БД транзакции являются подходящими единицами изолированности пользователей, т.е., если с каждым сеансом работы с базой данных ассоциируется транзакция, то каждый пользователь начинает работу с согласованным состоянием базы данных, т.е. с таким состоянием, в котором база данных могла бы находиться, даже если бы пользователь работал с ней в одиночку.

Скажите нет грубой силе

Этот последний совет на самом деле означает, что вы не должны слишком сильно ограничивать запрос, потому что это может повлиять на его производительность. Это особенно верно для объединений и для предложения .

Когда вы объединяете две таблицы, может быть важно рассмотреть порядок объединения таблиц. Если вы заметили, что одна таблица значительно больше другой, вы можете переписать свой запрос так, чтобы самая большая таблица была помещена последней в объединении

Избыточные условия для объединений

Когда вы добавляете слишком много условий для объединений, вы, по сути, предписываете SQL выбрать определенный путь. Может быть, однако, что этот путь не всегда более эффективен.

Предложение  было первоначально добавлено в SQL, потому что ключевое слово  не могло использоваться с агрегатными функциями.   обычно используется с предложением  , чтобы ограничить группы возвращаемых строк только теми, которые соответствуют определенным условиям. Однако, если вы используете это предложение в своем запросе, индекс не используется, который, как вы уже знаете, что может привести к запросу, который будет не реально выполнить.

Если вы ищете альтернативу, подумайте об использовании предложения  . Рассмотрим следующие запросы:

SELECT state, COUNT(*) FROM Drivers WHERE state IN ('GA', 'TX') GROUP BY state ORDER BY state
SELECT state, COUNT(*) FROM Drivers GROUP BY state HAVING state IN ('GA', 'TX') ORDER BY state

В первом запросе используется предложение  , чтобы ограничить количество строк, которые нужно суммировать, тогда как второй запрос суммирует все строки в таблице, а затем использует   для отбрасывания вычисленных сумм. В таких случаях альтернатива с предложением  , очевидно, лучше, поскольку вы не тратите никаких ресурсов.

Вы видите, что здесь речь идет не о ограничении результатов запроса, а об ограничении промежуточного количества записей в запросе.

Обратите внимание, что разница между этими двумя предложениями заключается в том, что оператор  вводит условие для отдельных строк, тогда как оператор  вводит условие агрегирования или повторных выборов, в которых один результат, такой как , , , … был создан из нескольких строк. Как видите, оценка качества, запись и переписывание запросов –непростая задача, если учесть, что они должны быть максимально эффективными

Избегание анти-шаблонов и использование альтернативных вариантов в написании запросов также являются частью вашей заботы при написании очередей, которые можно запускать в базах данных в профессиональной среде

Как видите, оценка качества, запись и переписывание запросов –непростая задача, если учесть, что они должны быть максимально эффективными. Избегание анти-шаблонов и использование альтернативных вариантов в написании запросов также являются частью вашей заботы при написании очередей, которые можно запускать в базах данных в профессиональной среде.

Этот список был всего лишь небольшим обзором некоторых анти-шаблонов и советов, которые, надеюсь, помогут новичкам. Если вы хотите получить представление о том, что более старшие разработчики считают наиболее частыми антишаблонами, ознакомьтесь с этим обсуждением.

SQL Учебник

SQL ГлавнаяSQL ВведениеSQL СинтаксисSQL SELECTSQL SELECT DISTINCTSQL WHERESQL AND, OR, NOTSQL ORDER BYSQL INSERT INTOSQL Значение NullSQL Инструкция UPDATESQL Инструкция DELETESQL SELECT TOPSQL MIN() и MAX()SQL COUNT(), AVG() и …SQL Оператор LIKESQL ПодстановочныйSQL Оператор INSQL Оператор BETWEENSQL ПсевдонимыSQL JOINSQL JOIN ВнутриSQL JOIN СлеваSQL JOIN СправаSQL JOIN ПолноеSQL JOIN СамSQL Оператор UNIONSQL GROUP BYSQL HAVINGSQL Оператор ExistsSQL Операторы Any, AllSQL SELECT INTOSQL INSERT INTO SELECTSQL Инструкция CASESQL Функции NULLSQL ХранимаяSQL Комментарии

Создание таблицы

Синтаксис:

> CREATE TABLE <table> (<field1> <options1>, <field2> <options2>) <table options>

Пример:

> CREATE TABLE IF NOT EXISTS `users_rights` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL,
  `user_id` int(10) unsigned NOT NULL,
  `rights` int(10) unsigned NOT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf-8;

* где table — имя таблицы (в примере users_rights); field1, field2 — имя полей (в примере создается 3 поля — id, user_id, rights); options1, options2 — параметры поля (в примере int(10) unsigned NOT NULL); table options — общие параметры таблицы (в примере ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf-8).

Предложение WHERE

После служебного слова указываются условия выбора строк, помещаемых в результирующую таблицу. Существуют различные типы условий выбора:

Типы условий выбора:

• Сравнение значений атрибутов со скалярными выражениями, другими атрибутами или результатами вычисления выражений.
• Проверка значения на принадлежность множеству.
• Проверка значения на принадлежность диапазону.
• Проверка строкового значения на соответствие шаблону.
• Проверка на наличие null-значения.

Сравнение

В языке SQL используются традиционные операции сравнения ,,,,,.

В качестве условия в предложении можно использовать сложные логические выражения, использующие атрибуты таблиц, константы, скобки, операции , , отрицание .

Пример 5.Определить номера деталей, поставляемых поставщиком с номером 2.

Пример 6.Получить информацию о поставщиках Иванов и Петров.

Строковые значения атрибутов заключаются в апострофы.

Проверка на принадлежность множеству

Операция проверяет, принадлежит ли значение атрибута заданному множеству.

Пример 7.Получить информацию о поставщиках ‘Иванов’ и ‘Петров’.

Пример 8.Получить информацию о деталях с номерами 1 и 2.

Проверка на принадлежность диапазону

Операция определяет минимальную и максимальную границу диапазона, в которое должно попадать значение атрибута. Обе границы считаются принадлежащими диапазону.

Пример 9.Определить номера деталей, с ценой от 10 до 20 рублей.

Пример 10.Вывести наименования поставщиков, начинающихся с букв от ‘К’ по ‘П’.

Сравнение символов

Буква ‘Р’ в условии запроса объясняется тем, что строки сравниваются посимвольно. Для каждого символа при этом определяется код. Для нашего случая справедливо условие: ‘П’<‘Петров’<‘Р’

Проверка строкового значения на соответствие шаблону

Операция используется для поиска подстрок. Значения столбца, указываемого перед служебным словом сравниваются с задаваемым после него шаблоном. Форматы шаблонов различаются в конкретных СУБД.

Для СУБД MS SQL Server:

• Символ заменяет любое количество любых символов.
• Символ заменяет один любой символ.
• ‑ вместо символа строки может быть подставлен один любой символ из множества возможных, указанных в ограничителях.
• ‑ вместо символа строки может быть подставлен любой из символов кроме символов из множества, указанного в ограничителях.

Множество символов в квадратных скобках можно указывать через запятую, либо в виде диапазона.

Пример 11.Вывести фамилии поставщиков, начинающихся с буквы ‘И’.

Пример 12.Вывести фамилии поставщиков, начинающихся с букв от ‘К’ по ‘П’.

Проверка на наличие null-значения

Операции и используются для сравнения значения атрибута со значением .

Пример 13.Определить наименования деталей, для которых не указана цена.

Пример 14.Определить номера поставщиков, для которых указано наименование.