MySQL学习笔记5: MySQL表的增删查改 (进阶)

前言
1. 数据库约束
- 1.1. 约束类型
- - not null 约束
  - unique 唯一约束
  - default 默认值约束
  - primary key 主键约束
  - foreign key 外键约束
2. 表的设计
- 2.1. 实体之间的关系
- - 一对一
  - 一对多
  - 多对多
3. 新增
4. 查询
- 4.1. 聚合查询
- - 4.1.1. 聚合函数
  - 4.1.2. group by 子句
  - 4.1.3. having
- 4.2. 联合查询 (多表查询)
- - 4.2.1. 内连接
  - 4.2.2. 外连接 (比较少用)
  - 4.2.3. 自连接 (比较少用)
  - 4.2.4. 子查询 (嵌套查询, 不推荐使用)
  - 4.2.5. 合并查询

前言

进阶内容主要是针对查询

新增,修改,删除基本没有进阶的内容了

1. 数据库约束

约束就是创建表的时候,给这个表指定的一些规则,后续插入/修改/删除时都要保证数据是能够遵守这些规则的

引入规则,是为了进行更强的数据检查/校验

1.1. 约束类型

如果后续插入/修改的数据不符合约束类型,就会报错

not null 约束

指示某列不能存储 NULL 值 (从选填项变成必填项)

在这里插入图片描述

此时创建了一个没有任何约束的表 student, 可以往里面插入空值,此时我们删除 student 表,重新创建一个有约束的 student 表

在这里插入图片描述

此时是对列 id 进行了 not null 约束,对 student 表的描述中, id 中不能为 NULL, 但 name 可以为 NULL

在这里插入图片描述

unique 唯一约束

保证某列的每行的值必须是唯一的, unique 可以指定多个列

在这里插入图片描述

如果我再插入 id 为 1 , name 为张三还是可以的,因为此时 id 和 name 都没有 unique 约束

在这里插入图片描述

有时候我们会期望数据是唯一的,不要重复出现,就可以加上 unique 约束

在这里插入图片描述

UNI 就是 unique 的缩写,表示 id 这一列的每个数据都是唯一的

在这里插入图片描述

duplicate 重复的

加上 unique 约束之后,后续进行插入/修改的时候,都会先进行查询,看看当前这个值是否已经存在

在这里插入图片描述

default 默认值约束

规定没有给列赋值时的默认值

默认情况下的默认值就是 NULL

在这里插入图片描述

此时没有给列赋值时的默认值就是 NULL,我们可以用 default 调整默认值,这里我们删除这个表,重新创建一个有 default 约束的表

在这里插入图片描述

然后再进行指定列插入

在这里插入图片描述

很多时候,如果返回一个 null,是一个不太好的体验,尤其是不应该把 null 这样的字眼呈现到普通用户的眼前

primary key 主键约束

primary key 相当于 not null 约束和 unique 约束的结合

主键是数据库中最重要的约束了

用来作为一个记录的身份标识 (就像身份证号)

注意: 一个表当中只能有一个 primary key

在这里插入图片描述

主键是不允许重复的,我们怎么保证我们输入的数据是不重复的呢? mysql 自身给我们提供了一种机制 - 自增主键

在这里插入图片描述

当前这个 id 就不需要用户自己指定了,可以交给数据库,让数据库自行进行分配,数据库会按照自增的方式来分配 1,2,3,4…(前提是自增的数据得是整型才能自增)

在这里插入图片描述

这里的 id 为什么可以插入 null,被主键约束不是不能为空吗? 插入 null 为了可以让数据库自行分配

这里的 id 手动指定也是可以的

在这里插入图片描述

当手动指定了之后,还是要确保,当前你插入的结果是不重复的

在这里插入图片描述

每次使用 null 的方式插入自增主键的时候,数据库会根据当前这一列的最大值的基础上继续进行递增.而且这里的递增是不会重复利用之前的值的,除非手动插入一个 id 为 5 的数据 …

在这里插入图片描述

上述自增主键,只能在单个数据库下生效

如果数据库是由多个 mysql 服务器构成的集群,此时,自增主键就无法生效了

foreign key 外键约束

描述的是两个表之间的关联关系,为了方便举例,我们创建两个有关联的表 class 和 student

在这里插入图片描述

创建3个班级

在这里插入图片描述

创建3个学生

在这里插入图片描述

像王五这个同学,不在班级表中存在,因此王五同学就是一个不太科学的非法数据

引入外键约束,就是为了解决这样的问题

希望学生表中的 classId 都要在班级表中存在

就可以使用外键约束进行校验

在这里插入图片描述

外键约束与其他约束的写法不同;

其他约束都是那一列需要约束,就创建到那一列的后面,

外键约束,则是写到最后的,把所有前面的列都定义好了之后,在最后面通过 foreign key 创建外键约束

格式是: foreign key (指定本表哪个列) references 其他表名(其他表名中的列)

此时就要求: 本表中这个列的数据必须要在引用的外面的表的对应列中存在

这个例子的意思就是每一个同学的 classId 得在班级表中的 classId 里存在

这个情况下,也可以认为: 班级表约束了学生表

把班级表这种约束别人的表,称为 ‘父表’ (parent table)

把学生表这种被别人约束的表,称为 ‘子表’ (child table)

这个被引用的列 classId ,得带有索引,才能被子表引用,因为 class 表里有了主键约束之后,就会自动创建出索引,能够加快查询速度,要求父表要有主键约束才能引用

在这里插入图片描述

constraint 约束

由于此时班级表是空着的,1 这个 classId 一定不在班级表中存在

在这里插入图片描述

引入外键约束之后,新增一个记录,就会先在对应的父表中查询,看看是否存在,如果不存在,就会报错

添加或修改不满足约束的数据都会报错

表面上是父表约束子表,实际上是双向约束,如果尝试删除父表中的数据,就可能有问题

在这里插入图片描述

想要删除父表中的数据,就必须先删除子表中的对应的数据,确保子表中没有数据引用父表里的数据,才能真正执行删除

2. 表的设计

数据库设计就是根据需求,来把你需要的表给创建出来 (有几个表, 每个表里都有是什么…)

设计原则:

先根据需求,找到实体 (像是面向对象,一般每个实体都得安排一个表)
梳理清楚实体之间的关系

2.1. 实体之间的关系

实体之间的关系有4种:

一对一
一对多
多对多
没关系(两个实体毫不相干)

一对一

模版:

一个学生,可以有一个学生账户

一个学生账户,也只能给一个学生使用

一对多

模版:

一个班级,可以包含多个学生

一个学生,只能从属于一个班级

多对多

模版:

一个学生,可以选择多门课程

一个课程,也可以被多个学生选择

多对多可以再搞个第三个表将两个表联系起来,可以实现多对多的关系

3. 新增

其实是把插入语句和查询语句结合到一起

这里是以查询的结果,来作为插入的值,比如下面的 insert into 表名 select …, 这里的select 代替了 values… ,表示将查询到的结果直接插入到这个表中

在这里插入图片描述

这里需要注意查询出来的结果集合,列数和类型需要互相匹配,列名不相同没关系

4. 查询

4.1. 聚合查询

4.1.1. 聚合函数

在之前的基础查询当中有说过表达式查询的例子: select name, chinese + math + english from …

这里的 chinese + math + english 是列与列之间进行运算.

而聚合查询是行与行之间进行运算,此处行之间的运算有一定的限制,不像表达式查询写的那么自由

聚合查询只能通过 SQL 提供的一些聚合函数 (库函数) 来进行操作

下面列举一些最常用的聚合函数:

count(表达式)
sum(表达式)
avg(表达式)
max(表达式)
min(表达式)

sum,avg,max,min中的表达式得是数字才有意义

接着还是举个例子来展示聚合函数的使用效果:

举例用的数据源码:

-- 创建考试成绩表
DROP TABLE IF EXISTS exam_result;
CREATE TABLE exam_result (
 id INT,
 name VARCHAR(20),
 chinese DECIMAL(3,1),
 math DECIMAL(3,1),
 english DECIMAL(3,1)
);
-- 插入测试数据
INSERT INTO exam_result (id,name, chinese, math, english) VALUES
 (1,'唐三藏', 67, 98, 56),
 (2,'孙悟空', 87.5, 78, 77),
 (3,'猪悟能', 88, 98.5, 90),
 (4,'曹孟德', 82, 84, 67),
 (5,'刘玄德', 55.5, 85, 45),
 (6,'孙权', 70, 73, 78.5),
 (7,'宋公明', 75, 65, 30);

在这里插入图片描述

count() 聚合函数操作就相当于:

执行 select * from exam_result
再使用 count 来计算结果的行数

注意: 如果查询结果带有 null 值,此时 null 值的记录是不会计入计数的,但在使用 count(*) 的时候,如果有全是 null 的行,也会记录起来

在这里插入图片描述

sum会把这一列的值全部在一起进行相加,但是这个过程中,会把 null 给忽略掉

在这里插入图片描述

avg, max, min 的用法和 sum 基本类似的

在这里插入图片描述

如果我想查询整个表里,语文成绩最低的同学…

在这里插入图片描述

大部分情况,聚合的列和非聚合的列,不能在一起配合使用,有一种情况除外 (group by)

一种比较简单直观的写法:

在这里插入图片描述

4.1.2. group by 子句

刚才的聚合,是把整个表的所有行,都聚合在一处了

但是有时候,也可以把所有的行,分成若干组,每个组都能分别进行聚合

格式: … group by 列名

效果就是把这个指定的列,把值相同的记录都划分到一组,针对这些组就可以分别进行聚合查询了

分组操作,往往就是和聚合配合使用的

在这里插入图片描述

这里创建了一个员工表当做例子, 其中 role 列里有些人的岗位都是一样的,有时候就需要通过岗位进行一些查询或者统计相关的工作,这就可以使用 group by 了

比如查询每个岗位的平均薪资是多少

在这里插入图片描述

这个 role 是没有使用聚合函数的列,本来是不能够和聚合函数一起使用的,但是 role 被 group by 了

按照 role 来 group by ,所以写 select 列名的时候,可以写 role ,每个组里的 role 都是相同的 ,但是不能写 id / name

在这里插入图片描述

4.1.3. having

针对上面的分组查询,也是可以使用条件的

针对的查询结果进行条件筛选:

分组之前的条件,使用 where 来表示
分组之后的条件,使用 having 来表示

having 和 where 的用法是一样的

比如:

统计除了张三之外的人, 每个岗位的平均薪资 , 这里是在分组之前,先把张三除去了,这个条件不必分组就能得到,这个时候就用 where
统计每个岗位的平均薪资,刨除平均薪资 >= 20000 的情况, 因为平均薪资必须要分组之后, 才能计算, 这个时候就用 having
查询每个岗位的平均薪资,除去张三,也除去平均薪资 >= 20000 的情况, 这个时候 where 和 having 就得同时使用了

4.2. 联合查询 (多表查询)

前面的查询,都是针对一张表的

多表查询,就要比单表查询更复杂一些

多表查询是对多张表的数据取笛卡尔积

笛卡尔积的列数,就是之前两个表的列数之和

笛卡尔积的行数,就是之前两个表的行数之积

如果表更多,就可以两两进行笛卡尔积

多表联合查询的核心操作就是进行笛卡尔积

比如使用两个表进行联合查询,就是先把这两个表计算笛卡尔积,然后再指定一些条件,来实现需求中的一些查询结果

实际开发中,笛卡尔积(多表查询) 一定要慎重使用,使用之前一定要评估好笛卡尔积的规模,如果基于两个很大的表进行笛卡尔积,可能就会产生大量的运算和 IO,可能就会把数据库给搞挂了…

下面通过创建两个表来演示:

在这里插入图片描述

SQL 中只需使用 select …from 多个表名就能进行笛卡尔积

在笛卡尔积的基础上, 使用 where 条件表示出来, 得到的结果,就全都是有意义的数据了

在这里插入图片描述

像 student.classId = class.classId 这种条件就叫做连接条件,笛卡尔积就相当于把多个表给连接到一起了

在进行多表查询的时候,往往就是:

计算笛卡尔积
指定连接条件
根据需求指定其他条件
针对列进行精简/使用聚合函数

为了方便举例多表查询, 这里重新构造4张表:

举例用的题目数据源码:

drop table if exists classes;
drop table if exists student;
drop table if exists course;
drop table if exists score;

create table classes (id int primary key auto_increment, name varchar(20), `desc` varchar(100));
create table student (id int primary key auto_increment, sn varchar(20), name varchar(20), qq_mail varchar(20), classes_id int);
create table course(id int primary key auto_increment, name varchar(20));
create table score(score decimal(3, 1), student_id int, course_id int);

insert into classes(name, `desc`) values
('计算机系2019级1班', '学习了计算机原理、C和Java语言、数据结构和算法'),
('中文系2019级3班','学习了中国传统文学'),
('自动化2019级5班','学习了机械自动化');
insert into student(sn, name, qq_mail, classes_id) values
('09982','黑旋风李逵','xuanfeng@qq.com',1),
('00835','菩提老祖',null,1),
('00391','白素贞',null,1),
('00031','许仙','xuxian@qq.com',1),
('00054','不想毕业',null,1),
('51234','好好说话','say@qq.com',2),
('83223','tellme',null,2),
('09527','老外学中文','foreigner@qq.com',2);
insert into course(name) values
('Java'),('中国传统文化'),('计算机原理'),('语文'),('高阶数学'),('英文');
insert into score(score, student_id, course_id) values
-- 黑旋风李逵
(70.5, 1, 1),(98.5, 1, 3),(33, 1, 5),(98, 1, 6),
-- 菩提老祖
(60, 2, 1),(59.5, 2, 5),
-- 白素贞
(33, 3, 1),(68, 3, 3),(99, 3, 5),
-- 许仙
(67, 4, 1),(23, 4, 3),(56, 4, 5),(72, 4, 6),
-- 不想毕业
(81, 5, 1),(37, 5, 5),
-- 好好说话
(56, 6, 2),(43, 6, 4),(79, 6, 6),
-- tellme
(80, 7, 2),(92, 7, 6);

在这里插入图片描述

下面在创建 classes 表的时候, desc需要加上反引号,因为在 SQL 中, desc 是降序的关键字
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

这四个表分别是学生, 班级, 课程, 分数

班级和学生是一对多的关系, 学生和课程是多对多的关系

分数表就是课程和同学之间的关联表

4.2.1. 内连接

内连接和外连接的区别在本文章的 4.2.2. 外连接中有说明

以下3个例题都是内连接

例题1: 查询’许仙’同学的成绩

分析: 学生名字在学生表中, 成绩在成绩表中,需要将学生表和成绩表进行联合查询

第一种写法: select * from 表1,表2 where 条件…;

笛卡尔积: select * from student, score;
指定连接条件: select * from student, score where student.id = score.student_id;
根据需求指定其他条件: select * from student, score where student.id = score.student_id and student.name = ‘许仙’;
针对列进行精简 / 表达式 / 使用聚合函数: select student.name, score.score from student, score where student.id = score.student_id and student.name = ‘许仙’;

第二种写法: select * from 表1 join 表2 on 条件…;

计算笛卡尔积: select * from student join score;
指定连接条件: select * from student join score on student.id = score.student_id;
根据需求指定其他条件: select * from student join score on student.id = score.student_id and student.name = ‘许仙’;
针对列进行精简 / 表达式 / 使用聚合函数: select student.name, score.score from student join score on student.id = score.student_id and student.name = ‘许仙’;

例题2: 查询每个同学的总成绩,以及同学的个人信息

分析:

此时成绩是按照行的方式排列,要想加和,就需要使用聚合查询了
需要每个同学的总成绩,就要按照同学的 id 进行 group by (名字可能重名)

解题:

计算笛卡尔积: select * from student, score;
指定连接条件: select * from student, score where student.id = score.student_id;
根据需求指定其他条件: 由于此处是需要所有同学的总成绩,不需要对同学进行进一步的筛选,所以没有此步骤
针对列进行精简 / 表达式 / 使用聚合函数: select student.id, student.name, sum(score.score) as total from student, score where student.id = score.student_id group by student.id;

例题3: 查询所有同学的成绩,以及同学的个人信息

分析: 需要 student表, course表, score表这三张表的连接,要两个连接条件, 观察这三个表发现: score表可以将 student表和 course 表联系起来

解题:

计算笛卡尔积: select * from student, course, score;
指定连接条件: select * from student, course, score where student.id = score.student_id and course.id = score.course_id;
根据需求指定其他条件: 我们已经通过第二步就可以得到所有的有效信息,这一步省略
针对列进行精简 / 表达式 / 使用聚合函数: select student.name as studentName, course.name as courseName, score.score from student, course, score where course.id = score.course_id and student.id = score.student_id;