2. 数据库设计-DDL

下面我们就正式的进入到SQL语句的学习，在学习之前先给大家介绍一下我们要开发一个项目，整个开发流程是什么样的，以及在流程当中哪些环节会涉及到数据库。

2.1 项目开发流程

需求文档：

• 在我们开发一个项目或者项目当中的某个模块之前，会先会拿到产品经理给我们提供的页面原型及需求文档。

设计：

• 拿到产品原型和需求文档之后，我们首先要做的不是编码，而是要先进行项目的设计，其中就包括概要设计、详细设计、接口设计、数据库设计等等。
• 数据库设计根据产品原型以及需求文档，要分析各个模块涉及到的表结构以及表结构之间的关系，以及表结构的详细信息。最终我们需要将数据库以及数据库当中的表结构设计创建出来。

开发/测试：

• 参照页面原型和需求进行编码，实现业务功能。在这个过程当中，我们就需要来操作设计出来的数据库表结构，来完成业务的增删改查操作等。

部署上线：

• 在项目的功能开发测试完成之后，项目就可以上线运行了，后期如果项目遇到性能瓶颈，还需要对项目进行优化。优化很重要的一个部分就是数据库的优化，包括数据库当中索引的建立、SQL 的优化、分库分表等操作。

在上述的流程当中，针对于数据库来说，主要包括三个阶段：

1. 数据库设计阶段
   • 参照页面原型以及需求文档设计数据库表结构
2. 数据库操作阶段
   • 根据业务功能的实现，编写SQL语句对数据表中的数据进行增删改查操作
3. 数据库优化阶段
   • 通过数据库的优化来提高数据库的访问性能。优化手段：索引、SQL优化、分库分表等

接下来我们就先来学习第一部分数据库的设计，而数据库的设计就是来定义数据库，定义表结构以及表中的字段。

2.2 数据库操作

我们在进行数据库设计，需要使用到刚才所介绍SQL分类中的DDL语句。

DDL英文全称是Data Definition Language(数据定义语言)，用来定义数据库对象(数据库、表)。

DDL中数据库的常见操作：查询、创建、使用、删除。

2.2.1 查询数据库

查询所有数据库：

show databases;

命令行中执行效果如下：

查询当前数据库：

select database();

命令行中执行效果如果：

我们要操作某一个数据库，必须要切换到对应的数据库中。

通过指令：select database() ，就可以查询到当前所处的数据库

2.2.2 创建数据库

语法：

create database [ if not exists ] 数据库名;

案例： 创建一个itcast数据库。

create database itcast;

命令行执行效果如下：

注意：在同一个数据库服务器中，不能创建两个名称相同的数据库，否则将会报错。

• 可以使用if not exists来避免这个问题

-- 数据库不存在,则创建该数据库；如果存在则不创建
create database if not extists itcast; 

命令行执行效果如下：

2.2.3 使用数据库

语法：

use 数据库名 ;

我们要操作某一个数据库下的表时，就需要通过该指令，切换到对应的数据库下，否则不能操作。

案例：切换到itcast数据

use itcast;

命令执行效果如下：

2.2.4 删除数据库

语法：

drop database [ if exists ] 数据库名 ;

如果删除一个不存在的数据库，将会报错。

可以加上参数 if exists ，如果数据库存在，再执行删除，否则不执行删除。

案例：删除itcast数据库

drop database if exists itcast; -- itcast数据库存在时删除

命令执行效果如下：

说明：上述语法中的database，也可以替换成 schema

• 如：create schema db01;
• 如：show schemas;

2.3 图形化工具

2.3.1 介绍

前面我们讲解了DDL中关于数据库操作的SQL语句，在我们编写这些SQL时，都是在命令行当中完成的。大家在练习的时候应该也感受到了，在命令行当中来敲这些SQL语句很不方便，主要的原因有以下 3 点：

1. 没有任何代码提示。（全靠记忆，容易敲错字母造成执行报错）
2. 操作繁琐，影响开发效率。（所有的功能操作都是通过SQL语句来完成的）
3. 编写过的SQL代码无法保存。

在项目开发当中，通常为了提高开发效率，都会借助于现成的图形化管理工具来操作数据库。

目前MySQL主流的图形化界面工具有以下几种：

DataGrip是JetBrains旗下的一款数据库管理工具，是管理和开发MySQL、Oracle、PostgreSQL的理想解决方案。

官网： https://www.jetbrains.com/zh-cn/datagrip/

2.3.2 安装

安装： 参考资料中提供的《DataGrip安装手册》

说明：DataGrip这款工具可以不用安装，因为Jetbrains公司已经将DataGrip这款工具的功能已经集成到了 IDEA当中，所以我们就可以使用IDEA来作为一款图形化界面工具来操作Mysql数据库。

2.3.3 使用

2.2.3.1 连接数据库

1、打开IDEA自带的Database

2、配置MySQL

3、输入相关信息

4、下载MySQL连接驱动

5、测试数据库连接

6、保存配置

默认情况下，连接上了MySQL数据库之后， 数据库并没有全部展示出来。 需要选择要展示哪些数据库。具体操作如下：

2.2.3.2 操作数据库

创建数据库：

有了图形化界面工具后，就可以方便的使用图形化工具：创建数据库，创建表、修改表等DDL操作。

其实工具底层也是通过DDL语句操作的数据库，只不过这些SQL语句是图形化界面工具帮我们自动完成的。

查看所有数据库：

2.3 表操作

学习完了DDL语句当中关于数据库的操作之后，接下来我们继续学习DDL语句当中关于表结构的操作。

关于表结构的操作也是包含四个部分：创建表、查询表、修改表、删除表。

2.3.1 创建

2.3.1.1 语法

create table  表名(
	字段1  字段1类型 [约束]  [comment  字段1注释 ],
	字段2  字段2类型 [约束]  [comment  字段2注释 ],
	......
	字段n  字段n类型 [约束]  [comment  字段n注释 ] 
) [ comment  表注释 ] ;

注意： [ ] 中的内容为可选参数； 最后一个字段后面没有逗号

案例：创建tb_user表

• 对应的结构如下：

• 建表语句：

create table tb_user (
    id int comment 'ID,唯一标识',   # id是一行数据的唯一标识（不能重复）
    username varchar(20) comment '用户名',
    name varchar(10) comment '姓名',
    age int comment '年龄',
    gender char(1) comment '性别'
) comment '用户表';

数据表创建完成，接下来我们还需要测试一下是否可以往这张表结构当中来存储数据。

双击打开tb_user表结构，大家会发现里面没有数据：

添加数据：

此时我们再插入一条数据：

我们之前提到过：id字段是一行数据的唯一标识，不能有重复值。但是现在数据表中有两个相同的id值，这是为什么呢？

• 其实我们现在创建表结构的时候， id这个字段我们只加了一个备注信息说明它是一个唯一标识，但是在数据库层面呢，并没有去限制字段存储的数据。所以id这个字段没有起到唯一标识的作用。

想要限制字段所存储的数据，就需要用到数据库中的约束。

2.3.1.2 约束

概念：所谓约束就是作用在表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据。

作用：就是来保证数据库当中数据的正确性、有效性和完整性。（后面的学习会验证这些）

在MySQL数据库当中，提供了以下5种约束：

约束	描述	关键字
非空约束	限制该字段值不能为null	not null
唯一约束	保证字段的所有数据都是唯一、不重复的	unique
主键约束	主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一	primary key
默认约束	保存数据时，如果未指定该字段值，则采用默认值	default
外键约束	让两张表的数据建立连接，保证数据的一致性和完整性	foreign key

注意：约束是作用于表中字段上的，可以在创建表/修改表的时候添加约束。

案例：创建tb_user表

• 对应的结构如下：

在上述的表结构中:

• id 是一行数据的唯一标识

• username 用户名字段是非空且唯一的

• name 姓名字段是不允许存储空值的

• gender 性别字段是有默认值，默认为男

• 建表语句：

create table tb_user (
    id int primary key comment 'ID,唯一标识', 
    username varchar(20) not null unique comment '用户名',
    name varchar(10) not null comment '姓名',
    age int comment '年龄',
    gender char(1) default '男' comment '性别'
) comment '用户表';

数据表创建完成，接下来测试一下表中字段上的约束是否生效

大家有没有发现一个问题：id字段下存储的值，如果由我们自己来维护会比较麻烦(必须保证值的唯一性)。MySQL数据库为了解决这个问题，给我们提供了一个关键字：auto_increment（自动增长）

主键自增：auto_increment

• 每次插入新的行记录时，数据库自动生成id字段(主键)下的值
• 具有auto_increment的数据列是一个正数序列开始增长(从1开始自增)

create table tb_user (
    id int primary key auto_increment comment 'ID,唯一标识', #主键自动增长
    username varchar(20) not null unique comment '用户名',
    name varchar(10) not null comment '姓名',
    age int comment '年龄',
    gender char(1) default '男' comment '性别'
) comment '用户表';

测试：主键自增

2.3.1.3 数据类型

在上面建表语句中，我们在指定字段的数据类型时，用到了int 、varchar、char，那么在MySQL中除了以上的数据类型，还有哪些常见的数据类型呢？ 接下来,我们就来详细介绍一下MySQL的数据类型。

MySQL中的数据类型有很多，主要分为三类：数值类型、字符串类型、日期时间类型。

数值类型

类型	大小	有符号(SIGNED)范围	无符号(UNSIGNED)范围	描述
TINYINT	1byte	(-128，127)	(0，255)	小整数值
SMALLINT	2bytes	(-32768，32767)	(0，65535)	大整数值
MEDIUMINT	3bytes	(-8388608，8388607)	(0，16777215)	大整数值
INT/INTEGER	4bytes	(-2147483648，2147483647)	(0，4294967295)	大整数值
BIGINT	8bytes	(-263，263-1)	(0，2^64-1)	极大整数值
FLOAT	4bytes	(-3.402823466 E+38，3.402823466351 E+38)	0 和 (1.175494351 E-38，3.402823466 E+38)	单精度浮点数值
DOUBLE	8bytes	(-1.7976931348623157 E+308，1.7976931348623157 E+308)	0 和 (2.2250738585072014 E-308，1.7976931348623157 E+308)	双精度浮点数值
DECIMAL		依赖于M(精度)和D(标度)的值	依赖于M(精度)和D(标度)的值	小数值(精确定点数)

示例: 
    年龄字段 ---不会出现负数, 而且人的年龄不会太大
	age tinyint unsigned
	
	分数 ---总分100分, 最多出现一位小数
	score double(4,1)

字符串类型

类型	大小	描述
CHAR	0-255 bytes	定长字符串(需要指定长度)
VARCHAR	0-65535 bytes	变长字符串(需要指定长度)
TINYBLOB	0-255 bytes	不超过255个字符的二进制数据
TINYTEXT	0-255 bytes	短文本字符串
BLOB	0-65 535 bytes	二进制形式的长文本数据
TEXT	0-65 535 bytes	长文本数据
MEDIUMBLOB	0-16 777 215 bytes	二进制形式的中等长度文本数据
MEDIUMTEXT	0-16 777 215 bytes	中等长度文本数据
LONGBLOB	0-4 294 967 295 bytes	二进制形式的极大文本数据
LONGTEXT	0-4 294 967 295 bytes	极大文本数据

char 与 varchar 都可以描述字符串，char是定长字符串，指定长度多长，就占用多少个字符，和字段值的长度无关 。而varchar是变长字符串，指定的长度为最大占用长度 。相对来说，char的性能会更高些。

示例： 
    用户名 username ---长度不定, 最长不会超过50
	username varchar(50)
	
	手机号 phone ---固定长度为11
	phone char(11)

日期时间类型

类型	大小	范围	格式	描述
DATE	3	1000-01-01 至 9999-12-31	YYYY-MM-DD	日期值
TIME	3	-838:59:59 至 838:59:59	HH:MM:SS	时间值或持续时间
YEAR	1	1901 至 2155	YYYY	年份值
DATETIME	8	1000-01-01 00:00:00 至 9999-12-31 23:59:59	YYYY-MM-DD HH:MM:SS	混合日期和时间值
TIMESTAMP	4	1970-01-01 00:00:01 至 2038-01-19 03:14:07	YYYY-MM-DD HH:MM:SS	混合日期和时间值，时间戳

示例: 
	生日字段  birthday ---生日只需要年月日  
	birthday date
	
	创建时间 createtime --- 需要精确到时分秒
	createtime  datetime

2.3.1.4 案例

需求：根据产品原型/需求创建表((设计合理的数据类型、长度、约束)

参考资料中提供的《黑马-tlias智能学习辅助系统》页面原型，设计员工管理模块的表结构

暂不考虑所属部门字段

产品原型及需求如下：

步骤：

1. 阅读产品原型及需求文档，看看里面涉及到哪些字段。

2. 查看需求文档说明，确认各个字段的类型以及字段存储数据的长度限制。

3. 在页面原型中描述的基础字段的基础上，再增加额外的基础字段。

使用SQL创建表：

create table emp (
  id int unsigned primary key auto_increment comment 'ID',
  username varchar(20) not null unique comment '用户名',
  password varchar(32) default '123456' comment '密码',
  name varchar(10) not null comment '姓名',
  gender tinyint unsigned not null comment '性别, 说明: 1 男, 2 女',
  image varchar(300) comment '图像',
  job tinyint unsigned comment '职位, 说明: 1 班主任,2 讲师, 3 学工主管, 4 教研主管',
  entrydate date comment '入职时间',
  create_time datetime not null comment '创建时间',
  update_time datetime not null comment '修改时间'
) comment '员工表';

除了使用SQL语句创建表外，我们还可以借助于图形化界面来创建表结构，这种创建方式会更加直观、更加方便。

操作步骤如下：

1. 在指定操作的数据库上，右键New ==> Table

2. 编辑表结构的相关信息

2.3.1.5 设计表流程

通过上面的案例，我们明白了，设计一张表，基本的流程如下：

1. 阅读页面原型及需求文档

2. 基于页面原则和需求文档，确定原型字段(类型、长度限制、约束)

3. 再增加表设计所需要的业务基础字段(id主键、插入时间、修改时间)

说明：

• create_time：记录的是当前这条数据插入的时间。

• update_time：记录当前这条数据最后更新的时间。

2.3.2 查询

关于表结构的查询操作，工作中一般都是直接基于图形化界面操作。

查询当前数据库所有表

show tables;

查看指定表结构

desc 表名 ;#可以查看指定表的字段、字段的类型、是否可以为NULL、是否存在默认值等信息

查询指定表的建表语句

show create table 表名 ;

2.3.3 修改

关于表结构的修改操作，工作中一般都是直接基于图形化界面操作。

添加字段

alter table 表名 add  字段名  类型(长度)  [comment 注释]  [约束];

案例： 为tb_emp表添加字段qq，字段类型为 varchar(11)

alter table tb_emp add  qq  varchar(11) comment 'QQ号码';

图形化操作：添加字段

修改数据类型

alter table 表名 modify  字段名  新数据类型(长度);

alter table 表名 change  旧字段名  新字段名  类型(长度)  [comment 注释]  [约束];

案例：修改qq字段的字段类型，将其长度由11修改为13

alter table tb_emp modify qq varchar(13) comment 'QQ号码';

案例：修改qq字段名为 qq_num，字段类型varchar(13)

alter table tb_emp change qq qq_num varchar(13) comment 'QQ号码';

图形化操作：修改数据类型和字段名

删除字段

alter table 表名 drop 字段名;

案例：删除tb_emp表中的qq_num字段

alter table tb_emp drop qq_num;

图形化操作：删除字段

修改表名

rename table 表名 to  新表名;

案例：将当前的tb_emp表的表名修改为emp

rename table tb_emp to emp;

图形化操作：修改表名

2.3.4 删除

关于表结构的删除操作，工作中一般都是直接基于图形化界面操作。

删除表语法：

drop  table [ if exists ]  表名;

if exists ：只有表名存在时才会删除该表，表名不存在，则不执行删除操作(如果不加该参数项，删除一张不存在的表，执行将会报错)。

案例：如果tb_emp表存在，则删除tb_emp表

drop table if exists tb_emp;  -- 在删除表时，表中的全部数据也会被删除。

图形化操作：删除表