SQL server学习08-使用索引和视图优化查询

目录

一，创建和管理索引

1，索引的概念

2，索引的分类 

3，创建索引的原则

4，创建索引 

1）使用SSMS的图形化界面 

 2） 使用T-SQL

 二，创建和使用视图

 1，视图概念

 2，创建视图

1）使用SSMS在图形化界面 

 2）使用T-SQL语句创建视图

 3，通过视图查询数据 

 4，通过视图修改数据

 5，视图的优缺点

6，使用T-SQL管理视图

 1）查看视图定义

2）修改视图定义

 3）重命名视图

 4）删除视图

通过之前的学习，已经能够熟练的操作数据库数据表，并使用相关数据表来查询自己想要的信息。由于在实际业务中，数据表的记录很多，随着时间的推移数据量会更多，会造成查询速度越来慢。因此给表创建索引就是一个能够提高速度，优化查询的有效方法。

就像是给厚厚的字典添加索引可以帮助尽快查找字词一样。SQLserver数据库可以通过适当的索引帮助减少查询工作量，提高查询特定信息的速度。

查询数据信息是数据库应用系统的主要功能，可以利用索引和视图对查询进行优化。

一，创建和管理索引

1，索引的概念

索引是一个数据列表，这个列表包含某张表中的一列或若干列值（也叫键值）的有序集合，并记录与这些值相对应的数据行在表中存储的物理地址。

一张表的存储是由两部分组成的：

  1. 数据页：存放表
  2. 索引页：存放索引键值和指向对应记录的指针

通常索引页相对于数据页来说小得多。

在进行数据检索时，系统首先检索索引页，从而找到所需记录的指针，然后通过指针从数据页中读取数据，从而提高查询速度。

例如，由于姓名索引中的姓名按照字母顺序（或其它定义的顺序）排列，是一个有序集合，从有序集合中查找信息一定比从无序集合中查找信息快，因此可以将学生表students中的姓名sne列作为一个索引，即基于学生表中学生姓名字段创建一个姓名索引。

2，索引的分类 

索引键值是索引中用于标识和定位记录的字段值。

例如，在一张课程表中，如果“课程名”列被用作索引，那么该列对应的值就是该索引的键值。

根据索引键值有无重复，分为唯一索引和非唯一索引。

  1.  唯一索引（UNIQUE INDEX）：

    索引列中的每个值都是唯一的，即没有重复值。可确保数据的完整性，防止插入重复数据。

    由于每个NULL值在唯一索引中只被视为一个实例，因此可以有多个NULL值。

    常用于需要确保数据唯一性的列，例如电子邮件地址、用户名、身份证号等
     
  2. 非唯一索引：

    允许索引列中的值重复。因为主要用于提高查询性能，所以不强制要求列中的值唯一。

    索引键值可以重复，允许多个记录具有相同的值。也可以包含NULL值。

    常用于提高查询性能的列，例如用于频繁查询的外键列或其他常用的搜索字段

根据存储结构的不同，将索引分为聚集索引和非聚集索引。

  1. 聚集索引：

    根据数据行的键值，在表或视图中排序和存储这些数据行，即，表中数据页会按照该索引的

    顺序来存放，索引顺序和记录的物理顺序一致。

    每张表只有一个聚集索引，看起来，似乎和之前学的主键约束一样？其实不一样：

    1）主键约束用来唯一标识表中的记录，而聚集索引则决定表中记录的存储顺序 。

    2）主键约束不能为空且不能有重复值，而聚集索引可以有重复值。
     
  2. 非聚集索引：

    具有独立于数据行的结构，索引中包含索引键值，指向包含该键值的数据行的指针。

    非聚集索引的数据表中记录的实际存储顺序可以不一致，每张表可以有多个非聚集索引。 

根据索引建立在一列上还是多列上，分为单列索引和复合索引。

如下语句基于学生表students中的学生姓名sne字段创建了一个姓名索引（单列索引）：

CREATE INDEX ix_students_sne ON students(sne)

接着看复合索引 。由于复合索引的列顺序会影响查询性能，因此通常将选择性高的列放在前面。

如下语句基于学生表students中的学生姓名sne和班级编号cno字段创建了一个复合索引：

CREATE INDEX ix_students_sne_cno ON students(sne,cno)

与单列索引相比，复合索引在某些情况下能够显著提高查询性能 ，如果一个查询同时使用了多个列作为条件，复合索引可以加速这些查询，而不需要分别对每个列进行索引查找。

3，创建索引的原则

虽然索引可以加快查询，但是索引并不是创建得越多越好，因为创建和维护索引需要时间和资源。因此知道知道创建索引的原则很重要。如下：

  1. 可以创建索引的列

    1）在主键列创建聚集索引

    2）外键或在表连接操作中经常用到的列

    3）经常查询的数据列
     
  2. 不创建索引的列

    1）很少在查询中被引用的列

    2） 重复值较多的列

    3） 定义为text，ntext或image数据类型的列
     
  3. 系统会自动为下列字段创建索引

    1） 为唯一性约束字段创建唯一索引

    2） 为主键约束字段创建聚集索引

    例如students表中在主键列学号sno，唯一列联系电话spe：

知道了创建索引的相关原则之后， 就可以开始创建索引。

4，创建索引 

任务：在课程表courses上对课程名称cne列创建索引。

可以通过SSMS的图形化界面创建索引，也可以使用T-SQL语句创建索引（推荐）。

1）使用SSMS的图形化界面 

由于任务要求在课程表courses上操作，因此，这里需要先展开课程表courses的表节点 ，如下👇

弹出如下界面后，指定索引名，之后点击添加，勾选指定的列，按照任务要求这里是课程名cne。由于课程名cne既不是主键列，也不是唯一列，因此我将该列设置成了不唯一，非聚集索引。

 再点击“确定”，之后刷新courses表，就可以看到索引栏下多了一个非聚集索引，如下👇： 

 

 2） 使用T-SQL

 使用T-SQL创建索引的语句为：

CREATE [UNIQUE][CLUSTERED | NONCLUSTERED] INDEX 索引名
ON {表名 | 视图名} (索引列[ASC|DESC][,...n])

依旧是之前的任务：在课程表courses上对课程名称cne列创建索引。

由于之前通过SSMS创建了一个单列索引cne，因此如果想要再创建一个cne的单列索引，就需要将之前创建在索引删除，语法如下：

DROP INDEX 索引名 ON 数据表名

删除索引：


创建索引：

上面的任务是创建单列索引，接下来开始创建复合索引。

任务：在学生表上对姓名列和班级列创建复合索引（姓名列在前）

编写语句如下：

USE StuScore
CREATE INDEX ix_students_sne_cno ON students(sne,cno)

可以看到，如果不指定索引类型，创建的索引默认为不唯一，非聚集索引。 

如果想要删除索引，可以使用如下语句：

--删除索引
DROP INDEX 表名.索引名

 二，创建和使用视图

 1，视图概念

视图是从一个多多个表中导出的虚拟表，由一组查询语言定义，数据库仅存有它的定义（索引视图除外），数据由引用视图时动态生成，视图的特点如下（4个）：

  1. 视图是查看数据库表中数据的一种方法。
  2. 视图存储了预定义的查询语句，可以重复使用。
  3. 视图是一种逻辑对象，并不存储数据。
  4. 视图中被引用的表称为视图的基表。

创建视图，是为了保证数据的安全性及简化查询。

例如，某单位的员工表包括：员工号，姓名，性别，出生日期，身份证号码，部门，家庭住址，联系电话，工资账号，薪资待遇等信息。

现在有两个两个人：张三和王五，他们两个人分别管理不同的数据。

鉴于张三有前科，出于安全考虑，要求张三只能浏览员工的基本信息：

员工号，姓名，性别，出生日期，部门等。

李四只比张三多了员工薪资这一列的信息。

可以看到，针对不同的用户，同一张表，所展示的内容会有所不同。如果每次展示的时候都需要重新从表格中获取，无疑是重复且没意义的。由于每个视图只有限定的内容且可以像数据表一样分配权限，因此可以通过视图来实现上述要求。

视图的作用如下：

  1. 集中数据。

    将数据集中于视图中，用户可以着重于所负责的特定事物数据。
     
  2. 对数据提供保护。

    对不同的用户定义不同的视图，使机密数据不出现在不应看到这些数据的用户视图上，这种机制提供了对机密数据的自动安全保护功能。
     
  3. 简化用户操作。

    简化复杂的结构，方便对数据的操作。
     
  4. 为数据库重构提供了一定程度的逻辑独立性。

    若用户通过视图访问数据库，当数据库的逻辑结构发生改变时，只需要改变视图的定义，而基于视图的查询不需改变，用户程序不必改变。

知道了视图的作用及好处之后，接下来通过任务来创建视图。

 2，创建视图

任务如下：

  1. 创建包含students表的学号，姓名，性别，班级的视图。

    除了这个使用SSMS在图形化界面创建外，其他任务都使用T-SQL语句。
     
  2. 创建包含学生信息，课程信息和成绩信息的视图。
  3. 查询1班学生的名单（学号，姓名）并按照学号升序排序。
  4. 查询每门课程的平均成绩（课程号，课程名称，平均成绩）。
  5. 查询“SQL Server数据库应用技术”课程不及格的学生信息。 

1）使用SSMS在图形化界面 

任务1：创建包含学生表students的学号，姓名，性别，班级的视图。

在SSMS下，选择学生成绩管理数据库节点下的“视图”节点，右击，选择“新建视图”：

 

 由于任务要求是在学生表students上操作，因此，这里的视图基表为students👇

添加结束后，左击“关闭”，进入创建视图的界面👇： 

关系图窗格，选择和条件窗格和SQL窗格用于创建查询语句，这三个窗格保持同步，即在任一窗格中所完成的操作都会同时反映在其他两个窗格中。如下，我按照题目，勾选students的学号sno，姓名sne，性别ssx，班级cno：

 

就可以看到，关系和选择窗格，SQL窗格都发生了变化。 

构建好创建视图的查询语句后，单击工具栏上的“执行”按钮：

 

就可以在结果窗格中看到对应的结果：

 

使用快捷键“Ctrl+s”或者是点击工具栏上的“保持”按钮，在弹出“选择名称”对话框中输入视图名称：

之后点击“确定”保存。 回到学生成绩管理数据节点下的“视图”，可以看到视图创建及保存成功 ：

 2）使用T-SQL语句创建视图

语法如下：

CREATE VIEW[数据库名.][<架构名>.]视图名[(列名1[,...n])]
[WITH ENCRYPTION] --encryption：加密，加密术
AS
SQL
[WITH CHECK OPTION]

说明如下：

列名：视图中的列名（要么全部省略，要么全部指定）。
如果未指定列名表，则视图列将获得与SELECT 语句中的列相同的名称。
如果SELECT 语句中的列有别名，视图中就取列的别名作为视图中的列名。

任务2：创建包含学生信息，课程信息和成绩信息的视图（v_students_score），该视图包含学号，姓名，班级编号，课程号，课程名和成绩。（指定列名）

USE StuScore
GO

CREATE VIEW  v_students_score (sno,sne,cla,cno,cne,gets) --cla:class班级
AS 
SELECT st.sno AS 学号,sne AS 学生姓名,st.cno AS 班级编号,co.cno AS 课程编号,cne AS 课程名,gets AS 成绩得分
FROM students AS st,score AS sc,courses AS co
WHERE st.sno=sc.sno AND co.cno=sc.cno

可以看到，即使我在SELECT 语句中给相应的列取了别名，但是，创建视图时，依旧使用列表名里面的列名。

创建视图之后，也可以删除视图，语法如下：

DROP VIEW 视图名


DROP VIEW v_students_score

接下来我将列表里面的列名全部省略，并在SELECT语句中给列起别名：

USE StuScore
GO

CREATE VIEW  v_students_score 
AS 
SELECT st.sno AS 学号,sne AS 学生姓名,st.cno AS 班级编号,co.cno AS 课程编号,cne AS 课程名,gets AS 成绩得分
FROM students AS st,score AS sc,courses AS co
WHERE st.sno=sc.sno AND co.cno=sc.cno


只要在下列情况下，才必须命名CREATE VIEW 中的列（或在SELECT 语句中给列起别名）
1)  当列是从算术表达式，函数或常量派生来的。
2）两个或更多的列可能会具有相同名称（通常是因为连接）。
3）视图中的某列被赋予了不同于派生来源列的名称。

定义视图的SELECT 语句
可以用具有任意复杂性SELECT 子句，使用多张表或其他视图来创建视图。在视图中被查询的表称为基表。
对于视图定义中的SELECT子句，有以下几个限制|：
1）不能包含COMPUTE 或 COMPUTE BY 子句。
2）不能包含ORDER BY 子句，除非在SELECT语句的选择列表中有TOP子句。
3）不能包含SELECT INTO关键字。

WITH CHECK OPTION
强制视图上执行的所有数据修改语句，都必须符合定义视图的WHERE子句设置的条件。

WITH ENCRYPTION
表示对CREATE VIEW语句文本的项进行加密，加密后无法浏览视图的定义。


上面已经创建好视图，之后使用SSMS打开视图： 

 

可以看到视图中的三张表：学生表students st，成绩表 score sc 和 课程表courses co 中，成绩表有学生表和课程表的外键👇：

 3，通过视图查询数据 

创建好视图之后，可以应用视图进行数据查询，就像对表的查询一样，同事在满足一定条件下，可以应用视图进行数据添加，更新和删除。最终所有对视图的操作都转换成对基表的操作。

使用视图查询数据和使用表进行查询一样，其实是转换成对基表的查询。 

下面利用前面创建好的视图查询数据。

任务3：查询1班学生的名单（学号，姓名）并按照学号升序排序。

USE StuScore
GO
SELECT sno AS 学号,sne AS 学生名 FROM v_students_list WHERE cno='1' ORDER BY sno

SELECT sno AS 学号,sne AS 学生名 FROM v_students_list  -- 包含2班的songjiang

 如果要查询学生的联系电话spe，就会报错，如下：

 可以看到，视图v_students_list中没有联系电话spe列，用户无法访问该信息。

这样就能保证用户只能看到学号和姓名，而不能看到其他列，所以使用视图能起到一定的数据保密作用。

任务4：查询每门课程的平均成绩（课程号，课程名称，平均成绩）

 

USE StuScore
GO
SELECT 课程编号,课程名,Avg(成绩得分) AS 平均成绩 FROM v_students_score 
GROUP BY 课程编号,课程名

任务5：查询“SQLserver DataBase Application principle”课程不及格的学生信息。 

 

USE StuScore
GO
SELECT 学号,学生姓名,课程编号,课程名,成绩得分
FROM v_students_score
WHERE 课程名='SQLserver DataBase Application principle' 
AND 成绩得分<60

 4，通过视图修改数据

 用户可以通过视图修改基表的数据，其方法与使用UPDATE，INSERT,DELETE语句在表中修改数据一样，实质都是转换为对基表的操作。

需要注意：

  1. 任何通过视图的数据修改都只能修改一张基表的列，不能同时影响多张表。
     
  2. 通过视图修改的列必须是直接引用基表中的列。

    对于通过使用集合函数得到或使用表达式由多个字段得到的列，不能进行修改操作。
     
  3. 如果在视图定义中使用WITH CHECK OPTION字句，则所有在视图上执行的修改操作都必须符合定义视图的SELECT 语句中所设置的检索条件。

任务1：建立一个包含女生信息的视图（包含学号，学生姓名，性别，所属班级），并要求通过视图修改的数据仍是女生。

编写语句：

USE StuScore
GO
CREATE VIEW v_female
AS
SELECT sno AS 学号,sne AS 学生姓名,ssx AS 性别,cno AS 所属班级
FROM students
WHERE ssx='female'
WITH CHECK OPTION

 结果图：

 任务2：利用任务1建立的视图v_female，插入一条记录：

学号 7 ，姓名  红果果 hongguoguo，性别 女，所属班级 2 班。

编写语句如下：

USE StuScore
GO
INSERT INTO v_female(学号,学生姓名,性别,所属班级)
VALUES('7','hongguoguo','female','2')

查看视图的数据：

查看学生表students：

可以看到， hongguoguo红果果的出生日期和联系电话都为空NULL，由于国籍snn（student nation）设置了默认约束，所以会自动填充。

如果我再插入一条联系电话为空的女生信息，就会报错：

究其原因是因为联系电话spe设置了唯一约束，只能有一个空值，如果再添加另外一条记录的电话spe为空，就会违反唯一约束的规定。 

 有两种方法：

  1. 删除联系电话spe的唯一约束。
  2. 为视图v_female添加一个列“联系电话”spe。（推荐）

使用第2中方法，修改视图：

USE StuScore
GO
ALTER VIEW v_female 
AS 
SELECT sno AS 学号,sne AS 学生姓名,ssx AS 性别,cno AS 所属班级,spe AS 联系电话
FROM students WHERE ssx='female'
WITH CHECK OPTION

修改之后，记得刷新视图。 

接着将刘艳liuyan的信息添加进去：

INSERT INTO v_female(学号,学生姓名,性别,所属班级,联系电话)
VALUES('8','liuyan','female','2','163xxxxxxxx')

如果我想要在存放了女生信息的视图v_female中，插入一条男生记录，就会报错：

是因为在我在创建v_female视图时，带有WITH CHECK OPTION 选项，因此在利用视图修改数据时，任必须满足性别ssx='female'的检索条件。 

查看视图v_female及学生表students的信息，可以看到，没有将不符合检索条件的记录添加进去。 

 

 5，视图的优缺点

通过以上对视图的学习和使用，可以总结出视图的优缺点，如下。
优点：

  1.  数据保密。对不同的用户定义不同的视图，使其只能看到与自己有关的数据。
  2. 简化查询操作。为复杂的查询建立一个视图，针对此视图做简单的查询。
  3. 保证数据的逻辑独立性。构成视图的基本表改变时，只需改变视图的定义，而基于视图的查询不需改变。

缺点：

  1. 性能降低。
  2. 修改受限。

6，使用T-SQL管理视图

 1）查看视图定义

使用系统存储过程SP_HELPTEXT(个人记忆：store process help text：存储过程帮助文本)

 语法如下：

SP_HELPTEXT 视图名

 例如，查看视图v_students_score的定义：

USE StuScore
GO
SP_HELPTEXT v_students_score

2）修改视图定义

 语法如下：

ALTER VIEW 视图名[列表名]
[WITH ENCRYPTION]
AS
SQL 语句
[WITH CHECK OPTION]

 例如前面在向视图v_female插入输入时，对视图进行的修改

 3）重命名视图

尽管可以使用 SP_RENAME 更改视图的名称，但是建议删除现有视图，然后使用新名称重新创建视图。使用 SP_RENAME重命名存储过程、函数、视图或触发器时，sys.sql_modules 目录视图的定义列中相应对象的名称不会更改。 这可能会在以后造成混淆。 因此，不建议使用 SP_RENAME重命名对象。 而是删除对象，然后使用新名称重新创建该对象。具体详情可点击下面链接查看：

 重命名视图 - SQL Server | Microsoft Learn有关如何重命名视图的教程。icon-default.png?t=O83Ahttps://learn.microsoft.com/zh-cn/SQL/relational-databases/views/rename-views?view=sql-server-linux-ver16

 4）删除视图

 语法如下：

DROP VIEW 视图名

例如在创建视图部分，我就已经学会了删除视图：

有问题请在评论区留言或者是私信我，回复时间不超过一天。

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