1. SELECT 语句基础

1.1 从表中选取数据


SELECT 语句
从表中选取数据时需要使用SELECT语句，也就是只从表中选出（SELECT）必要的数据的意思。
通过SELECT语句查询并选取出必要数据的过程称为匹配查询或者查询（query**）。

基本SELECT语句包含了SELECT子句和FROM子句两个子句**（clause）**。示例如下：

  1. SELECT <列名>,
  2. FROM <表名>;

其中，SELECT子句中列举了希望从表中查询出的列的名称，而FROM子句则指定了选取出数据的表的名称。

1.2 从表中选取符合条件的数据

WHERE 语句
当不需要取出全部数据，而是选取出满足“商品种类为衣服”“销售单价在1000日元以上”等某些条件的数据时，使用WHERE语句。

SELECT语句通过WHERE子句来指定查询数据的条件。在WHERE子句中可以指定“某一列的值和这个字符串相等”或者“某一列的值大于这个数字”等条件。执行含有这些条件的SELECT语句，就可以查询出只符号改条件的记录了。

  1. SELECT <列名>, ……
  2. FROM <表名>
  3. WHERE <条件表达式>;

比较两者输出结果的不同：

  1. -- 用来选取“product_type”列为“衣服”的记录的SELECT语句
  2. SELECT product_name, product_type
  3. FROM product
  4. WHERE product_type = '衣服';
  6. -- 也可以选取出不是查询条件的列（条件列与输出列不同）
  7. SELECT product_name
  8. FROM product
  9. WHERE product_type = '衣服';

1.3相关法则

  • 星号（*）代表全部列的意思。
  • SQL中可以随意使用换行符，不影响语句执行（但不可以插入空行）。
  • SQL语句可以使用AS关键字为列设定别名，设定汉语别名时需要使用双引号（””）括起来。
  • 在SELECT语句中使用DISTINCT可以删除重复行。

  • 注释是SQL语句中用来标识说明或者注意事项的部分。分为1含注释（— 注释内容）和多行注释（/ 注释内容 /）两种。

    1. -- 想要查询出全部列是，可以使用代表所有列的星号（*）
    2. SELECT *
    3. FROM <表名>:
    5. -- SQL语句可以使用AS关键字为列设定别名，用中文时需要双引号（""）
    6. SELECT product_id AS id,
    7.       product_name AS name,
    8.       purchase_price AS "进货价"
    9. FROM product;
    11. --使用DISTINCT剔除product_type列中重复的数据
    12. SELECT DISTINCT product_type
    13. FROM product;

2. 算术运算符和比较运算符

2.1 算术运算符

SQL语句中可以使用的四则运算的主要运算符如下：

运算符 含义
+ 加法
- 减法
* 乘法
/ 除法

2.2 比较运算符

  1. -- 选取出sale_price列为500的记录
  2. SELECT product_name, product_type
  3. FROM product
  4. WHERE sale_price = 500;

SQL常见比较运算符如下：

运算符 含义
= 和~相等
<> 和~不相等
>= 大于等于~
> 大于~
<= 小于等于~
< 小于~

2.3 常用法则

  • SELECT子句中可以用常数或者表达式。
  • 使用比较运算符时一定要注意不等号和等号的位置。
  • 字符串类型的数据原则上按照自动顺序进行排序，不能与数字的大小顺序混淆。
  • 希望选取NULL记录时，需要在表达式中使用 IS NULL 运算符。希望选取不是NULL的记录时，需要在条件表达式中使用IS NOT NULL运算符。

相关示例：
例子1：在SELECT子句或WHERE子句中使用运算表达式

  1. --- SQL语句中也可以使用运算表达式
  2. SELECT product_name, sale_price, sale_price*2 AS "sale_price x2"
  3. FROM product;
  5. -- WHERE子句的条件表达式中也可以使用运算表达式
  6. SELECT product_name, sale_price, purchase_price
  7. FROM product
  8. WHERE sale_price - purchase_price >= 500;

例子2：对字符串使用不等号等比较运算符进行查询。

  1. /* 对字符串使用不等号进行比较运算
  2. 1. 首先创建chars表，并插入数据
  3. 2. 使用选取出大于‘2’的SELECT语句进行查询 */
  5. -- DDL：创建表
  6. CREATE TABLE chars
  7. (chr CHAR(3) NOT NULL,
  8.  PRIMARY KEY (chr));
  10.  -- 选取出大于'2'的数据的SELECT语句
  11.  SELECT chr
  12.  FROM chars
  13.  WHERE chr > '2';

例子3：NULL 的使用

  1. -- 选取NULL的记录
  2. SELECT product_name, purchase_price
  3. FROM product
  4. WHERE purchase_price IS NULL;
  6. -- 选取不为NULL的记录
  7. SELECT product_name, purchase_price
  8. FROM product
  9. WHERE purchase_price IS NOT NULL;

3. 逻辑运算

3.1 NOT 运算符

想要表示“不是……”时，除了前文的<>运算符外，还存在另外一个表示否定、使用范围广泛的运算符：NOT。
NOT不能单独使用，如下例：

  1. -- 选取出销售单价大于等于1000日元的记录
  2. SELECT product_name, product_type, sale_price
  3. FROM product
  4. WHERE sale_price >= 1000;
  6. -- 向上面的代码的查询条件中添加NOT运算符
  7. SELECT product_name, product_type, sale_price
  8. FROM product
  9. WHERE NOT sale_price >= 1000;  -- 此时选取条件则和上面完全相反


3.2 AND运算符和OR运算符

当希望同时使用多个查询条件时，可以使用AND或者OR运算符。

运算符 含义
AND 相当于“并且”，类似数学中的取交集；
OR 相当于“或者”，类似数学中的取并集；

如下图所示：

  • AND运算符工作效果图（这种图也叫文氏图）

ANDyunsuangfu.png


  • OR运算符工作效果图

ORyusuangfu.png

* 通过使用括号改变运算符的优先级
如果要查找如下这样一个商品，该怎么处理？

“商品种类为办公用品”并且“登记日期是2009年9月11日或者是2009年9月20日”

理想结果为“打孔器”，但是当你输入以下信息时，会得到错误结果。

  1. -- 将查询条件原封不动地写入条件表达式，会得到错误结果
  2. SELECT product_name, product_type, regist_date
  3. FROM product
  4. WHERE product_type = '办公用品'
  5.   AND regist_date = '2009-09-11'
  6.   OR regist_date = '2009-09-11';

错误的原因是AND运算符优先于OR运算符，想要优先执行OR运算，可以使用括号：

  1. -- 通过使用括号让OR运算符优先于AND运算符执行
  2. SELECT product_name, product_tpye, regist_date
  3. FROM product
  4. WHERE product_type = '办公用品'
  5.   AND (regist_date = '2009-09-01'
  6.        OR regist_date = '2009-09-11');

3.3 真值表

在日常使用SQL查询中，经常会遇到需要复杂条件查询的时候，而各种五花八门的复杂运算条件往往是令人头秃疼的一点。

复杂运算时该怎样理解？
当碰到条件较为复杂的语句时，理解语句含义并不容易，这时可以采用真值表来梳理逻辑关系。

什么是真值？
本节介绍的三个运算符NOT、 AND 和 OR称为逻辑运算符。这里的逻辑就是对真值进行操作的意思。
真值就是值为真（TRUE）或假（FALSE）其中之一的值。

例如，对于 sale_price >= 3000 这个查询条件来说，由于 product_name 列为 ‘运动 T 恤’ 的记录的 sale_price 列的值是 2800，因此会返回假（FALSE），而 product_name 列为 ‘高压锅’ 的记录的sale_price 列的值是 5000，所以返回真（TRUE）。


  • AND 运算符两侧的真值都为真时返回真，除此之外都返回假。
  • OR 运算符两侧的真值只要有一个不为假就返回真，只有当其两侧的真值都为假时才返回假。
  • NOT运算符只是单纯的将真转换为假，将假转换为真。

真值表
image.png

当查询条件为P AND (Q OR R)** 时的真值表
image.png

含有NULL时的真值
NULL的真值结果既不为真，也不为假**，因为并不知道这样一个值。

那该如何表示**NULL的真值结果**呢？
这时真值是除真假之外的第三种值——不确定（UNKNOWN）。
一般的逻辑运算并不存在这第三种值。SQL 之外的语言也基本上只使用真和假这两种真值。与通常的逻辑运算被称为二值逻辑相对，只有 SQL 中的逻辑运算被称为三值逻辑。

三值逻辑下的AND和OR真值表为：
image.png

Product表中设置NOT NULL约束的原因
原本只有 4 行的真值表，如果要考虑 NULL 的话就会像表 2-6 那样增加为
3×3=9 行，看起来也变得更加繁琐，考虑 NULL 时的条件判断也会变得异常复杂，
这与我们希望的结果大相径庭。因此，数据库领域的有识之士们达成了“尽量不
使用 NULL”的共识。
这就是为什么在创建 Product 表时要给某些列设置 NOT NULL 约束（禁
止录入 NULL）的缘故。

4. 练习题——第一部分

4.1 编写SQL语句

问题：编写一条SQL语句，从product（商品）表中选取出“登记日期（regist_date)在2009年4月28日之后”的商品，查询结果要包含product_name和regist_date两列。

回答：

  1. SELECT product_name, regist_name
  2. FROM product
  3. WHERE regist_date >= '2009-04-028';

4.2 回答以下SELECT语句时的返回结果

请说出对product 表执行如下3条SELECT语句时的返回结果。

问题①：

  1. SELECT *
  2.   FROM product
  3.  WHERE purchase_price = NULL;

回答①：返回查询结果为无匹配记录。因为任何值与NULL值进行比较运算的真值结果都是UNKNOWN。在这里，UNKNOWN会被当做FALSE。

问题②：

  1. SELECT *
  2.   FROM product
  3.  WHERE purchase_price <> NULL;

回答②：同上。

问题③：

  1. SELECT *
  2.   FROM product
  3.  WHERE product_name > NULL;

回答③：同上。

拓展资料
UNKNOWN也不是在所有语言元素中都被当做FALSE来处理的，具体可以看以下链接：
SQL SERVER——UNKNOWN逻辑结果和NULL在不同的语言元素中被区别对待。

4.3 编写满足返回结果的SQL语句

代码清单2-22（2-2节）中的SELECT语句能够从product表中取出“销售单价（sale_price）比进货单价（purchase_price）高出500日元或以上”的商品。请写出两条可以得到相同结果的SELECT语句。执行结果如下所示。

product_name sale_price purchase_price
T恤衫 1000 500
运动T恤衫 4000 2800
高压锅 6800 5000

回答：

  1. SELECT product_name, sale_price, purchase_price
  2. FROM product
  3. WHERE sale_price - purchase_price >= 500;

4.4 编写符合条件的查询语句

问题：请写出一条SELECT语句，从product表中选取出满足“销售单价打九折之后利润高于100日元的办公用品和厨房用具”条件的记录。查询结果要包括product_name列、product_type列以及销售单价打九折之后的利润（别名设定为profit）。
提示：销售单价打九折，可以通过sale_price列的值乘以0.9获得，利润可以通过该值减purchase_price列的值获得。

回答：

  1. SELECT product_name, product_type,
  2.        (sale_price*0.9 - purchase_price) AS profit
  3. FROM product
  4. WHERE sale_price*0.9 - purchase_price > 100;


5. 对表进行聚合查询

5.1 聚合函数

SQL中用于汇总的函数叫做聚合函数。以下五个是最常用的聚合函数：

  • COUNT：计算表中的记录数（行数）
  • SUM：计算表中数值列中数据的合计值
  • AVG：计算表中数值列中数据的平均值
  • MAX：求出表中任意列中数据的最大值
  • MIN：求出表中任意列中数据的最小值

示例：以下例子沿用前面的product表。

  1. -- 计算全部数据的行数（包含NULL）
  2. SELECT COUNT(*)
  3.   FROM product;
  5. -- 计算NULL以外数据的行数
  6. SELECT COUNT(purchase_price)
  7.   FROM product;
  9. -- 计算销售单价和进货单价的合计值
  10. SELECT SUM(sale_price), SUM(purchase_price) 
  11.   FROM product;
  13. -- 计算销售单价和进货单价的平均值
  14. SELECT AVG(sale_price), AVG(purchase_price)
  15.   FROM product;
  17. -- MAX和MIN也可用于非数值型数据
  18. SELECT MAX(regist_date), MIN(regist_date)
  19.   FROM product;

使用聚合函数删除重复值

  1. -- 计算去除重复数据后的数据行数
  2. SELECT COUNT(DISTINCT product_type)
  3.  FROM product;
  5. -- 是否使用DISTINCT时的动作差异（SUM函数）
  6. SELECT SUM(sale_price), SUM(DISTINCT sale_price)
  7.  FROM product;

5.2 常用法则

  • COUNT函数的结果根据参数的不同而不同。COUNT(*)会得到包含NULL的数据行数，而COUNT(<列名>)会得到NULL之外的数据行数。
  • 聚合函数会将NULL排除在外。但COUNT(*)例外，并不会排除NULL。
  • MAX/MIN函数几乎适用于所有数据类型的列。SUM/AVG函数只适用于数值类型的列。
  • 想要计算值的种类时，可以在COUNT函数的参数中使用DISTINCT。COUNT(DISTINCT <列名>)
  • 在聚合函数的参数中使用DISTINCT，可以删除重复数据。

6. 对表进行分组

6.1 GROUP BY语句

前面的聚合函数都是会整个表的数据进行处理，当你想将数据进行分组汇总时（即：将现有的数据按照某列来汇总统计），GROUP BY可以帮助你：

  1. SELECT <列名1>,<列名2>, <列名3>, ……
  2.   FROM <表名>
  3.  GROUP BY <列名1>, <列名2>, <列名3>, ……;

看一看是否使用GROUP BY语句的差异：

  1. -- 按照商品种类统计数据行数
  2. SELECT product_type, COUNT(*)
  3.   FROM product
  4.  GROUP BY product_type;
  6.  -- 不含GROUP BY
  7. SELECT product_type, COUNT(*)
  8.   FROM product;

按照商品种类对表进行切分
image.png
这样，GROUP BY 子句就像切蛋糕那样将表进行了分组。在 GROUP BY 子句中指定的列称为聚合键或者分组列。

聚合键中包含NULL时
将进货单价（purchase_price）作为聚合键举例：

  1. SELECT purchase_price, COUNT(*)
  2.   FROM product
  3.  GROUP BY purchase_price;

此时会将NULL作为一组特殊数据进行处理

GROUP BY书写位置
GROUP BY的子句书写顺序有严格要求，不按要求会导致SQL无法正常执行，目前出现过的子句书写顺序为：
1.SELECT → 2.FROM → 3.WHERE → 4.GROUP BY
其中前三项用于筛选数据，GROUP BY对筛选出的数据进行处理。
（注意：书写位置和执行顺序是不一样的！）

在WHERE子句中使用GROUP BY

  1. SELECT purchase_price, COUNT(*)
  2.   FROM product
  3.  WHERE product_type = '衣服'
  4.  GROUP BY purchase_price;


6.2 常见错误

在使用聚合函数及GROUP BY子句时，经常出现的错误有：

  1. 在聚合函数的SELECT子句中，写了聚合健以外的列使用COUNT等聚合函数时，SELECT子句中如果出现列名，只能是GROUP BY子句中指定的列名（也就是聚合键）。only_full_group_by=enable。原因是避免出现意想不到的状况，详情可以查看官网介绍：

    https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/sql-mode.html#sqlmode_only_full_group_by

  2. 在GROUP BY子句中使用列的别名 SELECT子句中可以通过AS来指定别名，但在GROUP BY中不能使用别名。因为在DBMS中 ,SELECT子句在GROUP BY子句后执行。

  3. 在WHERE中使用聚合函数 原因是聚合函数的使用前提是结果集已经确定，而WHERE还处于确定结果集的过程中，所以相互矛盾会引发错误。 如果想指定条件，可以在SELECT，HAVING（下面马上会讲）以及ORDER BY子句中使用聚合函数。

7. 为聚合结果指定条件

7.1 用HAVING得到特定分组

将表使用GROUP BY分成多个组后，怎样才能只取出其中两组？
image.png

这里想使用WHERE子句是不可行的，因为，WHERE子句只能指定记录（行）的条件，而不能用来指定组的条件（例如，“数据行数为 2 行”或者“平均值为 500”等）。

这种情况下，可以在GROUP BY后使用HAVING子句来解决。

HAVING的用法类似WHERE，但可以用来指定组的条件。

7.2 HAVING特点

HAVING子句用于对分组进行过滤，可以使用数字、聚合函数和GROUP BY中指定的列名（聚合键）。

  1. -- 数字
  2. SELECT product_type, COUNT(*)
  3.   FROM product
  4.  GROUP BY product_type
  5. HAVING COUNT(*) = 2;
  7. -- 错误形式（因为product_name不包含在GROUP BY聚合键中）
  8. SELECT product_type, COUNT(*)
  9.   FROM product
  10.  GROUP BY product_type
  11. HAVING product_name = '圆珠笔';


8. 对查询结果进行排序

8.1 ORDER BY

SQL中的执行结果是随机排列的，当需要按照特定顺序排序时，可使用ORDER BY子句。

  1. SELECT <列名1>, <列名2>, <列名3>, ……
  2.   FROM <表名>
  3.  ORDER BY <排序基准列1>, <排序基准列2>, ……

默认为升序排列，降序排列为DESC

  1. -- 降序排列
  2. SELECT product_id, product_name, sale_price, purchase_price
  3.   FROM product
  4.  ORDER BY sale_price DESC;
  6. -- 多个排序键
  7. SELECT product_id, product_name, sale_price, purchase_price
  8.   FROM product
  9.  ORDER BY sale_price, product_id;
  11. -- 当用于排序的列名中含有NULL时，NULL会在开头或末尾进行汇总。
  12. SELECT product_id, product_name, sale_price, purchase_price
  13.   FROM product
  14.  ORDER BY purchase_price;


8.2 ORDER BY中列名可使用别名

前文讲GROUP BY中提到，GROUP BY 子句中不能使用SELECT 子句中定义的别名，但是在 ORDER BY 子句中却可以使用别名。

为什么在GROUP BY中不可以而在ORDER BY中可以呢？
这是因为SQL在使用 HAVING 子句时 SELECT 语句的执行顺序为：
FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT → ORDER BY

其中SELECT的执行顺序在 GROUP BY 子句之后，ORDER BY 子句之前。也就是说，当在ORDER BY中使用别名时，已经知道了SELECT设置的别名存在，但是在GROUP BY中使用别名时还不知道别名的存在，所以不能在ORDER BY中可以使用别名，但是在GROUP BY中不能使用别名


9. 练习题——第二部分

9.1 改错

问题：请指出下述SELECT语句中所有的语法错误。

  1. SELECT product_id, SUM（product_name）
  2. --本SELECT语句中存在错误。
  3.   FROM product 
  4.  GROUP BY product_type 
  5.  WHERE regist_date > '2009-09-01';

回答：
错误1：SELECT子句里的product_id并没有在GROUP BY子句的聚合键里；
错误2：WHERE 子句放在GROUP BY子句后面是错误的，应该放在其前面才对。

9.2 按要求编写SQL语句

问题：请编写一条SELECT语句，求出销售单价（sale_price 列）合计值大于进货单价（purchase_price 列）合计值1.5倍的商品种类。执行结果如下所示。
image.png
回答：

  1. SELECT product_type, SUM(sale_price), SUM(purchase_price)
  2. FROM product
  3. GROUP BY product_type
  4. HAVING SUM(sale_price) > SUM(purchase_price)*1.5;

9.3 追源溯始

问题：此前我们曾经使用SELECT语句选取出了product（商品）表中的全部记录。当时我们使用了ORDER BY子句来指定排列顺序，但现在已经无法记起当时如何指定的了。请根据下列执行结果，思考ORDE RBY子句的内容。
image.png

回答：首先可以排除product_id、sale_price、purchase_price这三个没有明显的升序和降序的列。
其次，product_name 和product_type如果是考虑第一个字的首字母，也没有类似升降序的排序。
最后只剩下regist_date这列，可以看出除了第一个记录，其他记录都是按降序排序的。
如果要把NULL排在前面，MySQL并没有像Oracle的ORDER BY xx NULL FIRST这种现成的函数。可以用Mysql的IF和ISNULL函数，对数据进行判断是否为NULL，为NULL则返回0，否返回1。再把判断结果的0和1作为分组。这样按默认的降序排列，分组0就排在分组1前面了。

  1. SELECT * 
  2. FROM product
  3. ORDER BY IF(ISNULL(regist_date), 0, 1), regist_date DESC;

执行效果截图。
image.png

当然，上面的结果和问题的结果还是稍微有些不一样，原因就在purchase_price这列也是NULL排在前面。所以需要对上面的语句再稍微调整一下即可。

  1. SELECT * 
  2. FROM product
  3. ORDER BY IF(ISNULL(regist_date), 0, 1),
  4.          regist_date DESC,
  5.          IF(ISNULL(purchase_price), 0, 1);

image.png

更新：
其实根据NULL值比任何值小这个特性，还有以下更简单的方法。
因为NULL值比任何数小，所以 负NULL 比 负的任何数都大，这样就可以把NULL排到最前。

  1. SELECT * 
  2. FROM product
  3. ORDER BY -regist_date DESC, 
  4.          -purchase_price;