1. 数据库约束

1.1 约束类型

1. NOT NULL - 指示某列不能存储 NULL 值。
2. UNIQUE - 保证某列的每行必须有唯一的值。
3. DEFAULT - 规定没有给列赋值时的默认值。
4. PRIMARY KEY - NOT NULL 和 UNIQUE 的结合。确保某列（或两个列多个列的结合）有唯一标识，有助于更容易更快速地找到表中的一个特定的记录。
5. FOREIGN KEY - 保证一个表中的数据匹配另一个表中的值的参照完整性。
6. CHECK - 保证列中的值符合指定的条件。对于MySQL数据库，对
7. CHECK子句进行分析，但是忽略
8. CHECK子句。

1.2 NULL约束

创建表时，可以指定某列不为空：

-- 重新设置学生表结构
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE student (
   id INT NOT NULL,
   sn INT,
   name VARCHAR(20),
   qq_mail VARCHAR(20)
);
1
2
3
4
5
6
7
8

1.3 UNIQUE：唯一约束

指定sn列为唯一的、不重复的

-- 重新设置学生表结构
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE student (
   id INT NOT NULL,
   sn INT UNIQUE,
   name VARCHAR(20),
   qq_mail VARCHAR(20)
);
1
2
3
4
5
6
7
8

1.4 DEFAULT：默认值约束

指定插入数据时，name列为空，默认值unkown：

-- 重新设置学生表结构
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE student (
   id INT NOT NULL,
   sn INT UNIQUE,
   name VARCHAR(20) DEFAULT 'unkown',
   qq_mail VARCHAR(20)
);
1
2
3
4
5
6
7
8

1.5 PRIMARY KEY：主键约束（not null + unique）

指定id列为主键：

-- 重新设置学生表结构
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE student (
   id INT NOT NULL PRIMARY KEY,
   sn INT UNIQUE,
   name VARCHAR(20) DEFAULT 'unkown',
   qq_mail VARCHAR(20)
);
1
2
3
4
5
6
7
8

对于整数类型的主键，常配搭自增长auto_increment来使用。插入数据对应字段不给值时，使用最大值+1

auto_increment

create table student(id int primary key AUTO_INCREMENT,name varchar(20));
1

-- 主键是 NOT NULL 和 UNIQUE 的结合，可以不用 NOT NULL
id INT PRIMARY KEY auto_increment,
1
2

不同表的主键的约束（唯一ID生成算法）

1.6 FOREIGN KEY：外键约束(约束插入和删除)

外键用于关联其他表的主键或唯一键，语法:

foreign key (字段名) references 主表(列)
1

案例：
创建班级表classes，id为主键：

-- 创建班级表，有使用MySQL关键字作为字段时，需要使用``来标识
DROP TABLE IF EXISTS classes;
CREATE TABLE classes (
 id INT PRIMARY KEY auto_increment,
 name VARCHAR(20),
 `desc` VARCHAR(100)
);
1
2
3
4
5
6
7

创建学生表student，一个学生对应一个班级，一个班级对应多个学生。使用id为主键，classes_id为外键，关联班级表id

-- 重新设置学生表结构
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE student (
   id INT PRIMARY KEY auto_increment,
   sn INT UNIQUE,
   name VARCHAR(20) DEFAULT 'unkown',
   qq_mail VARCHAR(20),
 classes_id int,
 FOREIGN KEY (classes_id) REFERENCES classes(id)
);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1.7 CHECK约束（了解）

MySQL使用时不报错，但忽略该约束

drop table if exists test_user;
create table test_user (
   id int,
   name varchar(20),
   sex varchar(1),
   check (sex ='男' or sex='女')
);
1
2
3
4
5
6
7

2. 表的设计

三大范式：
一对一
一对多
多对多

创建课程表

-- 创建课程表
DROP TABLE IF EXISTS course;
CREATE TABLE course (
   id INT PRIMARY KEY auto_increment,
   name VARCHAR(20)
);
1
2
3
4
5
6

创建学生课程中间表，考试成绩表

-- 创建课程学生中间表：考试成绩表
DROP TABLE IF EXISTS score;
CREATE TABLE score (
   id INT PRIMARY KEY auto_increment,
	score DECIMAL(3, 1),
   student_id int,
 course_id int,
 FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),
 FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id)
);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3. 新增

插入查询结果
语法：

INSERT INTO table_name [(column [, column ...])] SELECT ...
1

案例：创建一张用户表，设计有name姓名、email邮箱、sex性别、mobile手机号字段。需要把已有的学生数据复制进来，可以复制的字段为name、qq_mail

-- 创建用户表
DROP TABLE IF EXISTS test_user;
CREATE TABLE test_user (
   id INT primary key auto_increment,
   name VARCHAR(20) comment '姓名',
   age INT comment '年龄',
   email VARCHAR(20) comment '邮箱',
	sex varchar(1) comment '性别',
	mobile varchar(20) comment '手机号'
);
-- 将学生表中的所有数据复制到用户表
insert into test_user(name, email) select name, qq_mail from student;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

4. 查询

4.1 聚合查询

4.1.1 聚合函数

常见的统计总数、计算平局值等操作，可以使用聚合函数来实现，常见的聚合函数有

案例：

COUNT

-- 统计班级共有多少同学
SELECT COUNT(*) FROM student;
SELECT COUNT(0) FROM student;
-- 统计班级收集的 qq_mail 有多少个，qq_mail 为 NULL 的数据不会计入结果
SELECT COUNT(qq_mail) FROM student;
1
2
3
4
5

SUM

-- 统计数学成绩总分
SELECT SUM(math) FROM exam_result;
-- 不及格 < 60 的总分，没有结果，返回 NULL
SELECT SUM(math) FROM exam_result WHERE math < 60;
1
2
3
4

AVG

-- 统计平均总分
SELECT AVG(chinese + math + english) 平均总分 FROM exam_result;
1
2

MAX

-- 返回英语最高分
SELECT MAX(english) FROM exam_result;
1
2

MIN

-- 返回 > 70 分以上的数学最低分
SELECT MIN(math) FROM exam_result WHERE math > 70;
1
2

4.1.2 GROUP BY子句

SELECT 中使用 GROUP BY 子句可以对指定列进行分组查询。需要满足：使用 GROUP BY 进行分组查询时，SELECT 指定的字段必须是“分组依据字段”，其他字段若想出现在SELECT 中则必须包含在聚合函数中

select column1, sum(column2), .. from table group by column1,column3;
1

案例：
准备测试表及数据：职员表，有id（主键）、name（姓名）、role（角色）、salary（薪水）

create table emp(
 id int primary key auto_increment,
 name varchar(20) not null,
 role varchar(20) not null,
 salary numeric(11,2)
);
insert into emp(name, role, salary) values
('马云','服务员', 1000.20),
('马化腾','游戏陪玩', 2000.99),
('孙悟空','游戏角色', 999.11),
('猪无能','游戏角色', 333.5),
('沙和尚','游戏角色', 700.33),
('隔壁老王','董事长', 12000.66);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

查询每个角色的最高工资、最低工资和平均工资

select role,max(salary),min(salary),avg(salary) from emp group by role;
1

4.1.3 HAVING

GROUP BY 子句进行分组以后，需要对分组结果再进行条件过滤时，不能使用 WHERE 语句，而需要用HAVING

显示平均工资低于1500的角色和它的平均工资

select role,max(salary),min(salary),avg(salary) from emp group by role 
having avg(salary)<1500;
1
2

4.2 联合查询

实际开发中往往数据来自不同的表，所以需要多表联合查询。多表查询是对多张表的数据取笛卡尔积：
注意：关联查询可以对关联表使用别名
初始化测试数据：

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);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

联合查询总括

笛卡尔积的 join on

4.2.1 内连接（就是普通的笛卡尔积）

语法：

select 字段 from 表1 别名1 [inner] join 表2 别名2 on 连接条件 and 其他条件;
select 字段 from 表1 别名1,表2 别名2 where 连接条件 and 其他条件;
1
2

案例：
（1）查询“许仙”同学的 成绩

select sco.score from student stu inner join score sco on stu.id=sco.student_id
and stu.name='许仙';
-- 或者
select sco.score from student stu, score sco where stu.id=sco.student_id and
stu.name='许仙';
1
2
3
4
5

（2）查询所有同学的总成绩，及同学的个人信息

-- 成绩表对学生表是多对1关系，查询总成绩是根据成绩表的同学id来进行分组的
SELECT
	stu.sn,
	stu.NAME,
	stu.qq_mail,
	sum( sco.score ) 
FROM
	student stu
	JOIN score sco ON stu.id = sco.student_id
GROUP BY
	sco.student_id;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

（3）查询所有同学的成绩，及同学的个人信息：

 查询出来的都是有成绩的同学，“老外学中文”同学 没有显示
select * from student stu join score sco on stu.id=sco.student_id;
-- 学生表、成绩表、课程表3张表关联查询
SELECT
	stu.id,
	stu.sn,
	stu.NAME,
	stu.qq_mail,
	sco.score,
	sco.course_id,
	cou.NAME
FROM
	student stu
	JOIN score sco ON stu.id = sco.student_id
	JOIN course cou ON sco.course_id = cou.id
ORDER BY
	stu.id;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

4.2.2 外连接

外连接分为左外连接和右外连接。如果联合查询，左侧的表完全显示我们就说是左外连接；右侧的表完全显示我们就说是右外连接。
语法：

-- 左外连接，表1完全显示
select 字段名  from 表名1 left join 表名2 on 连接条件;
-- 右外连接，表2完全显示
select 字段 from 表名1 right join 表名2 on 连接条件;
1
2
3
4

案例：查询所有同学的成绩，及同学的个人信息，如果该同学没有成绩，也需要显示

-- “老外学中文”同学 没有考试成绩，也显示出来了
select * from student stu left join score sco on stu.id=sco.student_id;
-- 对应的右外连接为：
select * from score sco right join student stu on stu.id=sco.student_id;
-- 学生表、成绩表、课程表3张表关联查询
SELECT
	 stu.id,
	 stu.sn,
	 stu.NAME,
	 stu.qq_mail,
	 sco.score,
	 sco.course_id,
	 cou.NAME
FROM
	 student stu
	 LEFT JOIN score sco ON stu.id = sco.student_id
	 LEFT JOIN course cou ON sco.course_id = cou.id
ORDER BY
	 stu.id;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

4.2.3 自连接

自连接是指在同一张表连接自身进行查询
案例：
显示所有“计算机原理”成绩比“Java”成绩高的成绩信息

--先查询“计算机原理”和“Java”课程的id
select id,name from course where name='Java' or name='计算机原理';
-- 再查询成绩表中，“计算机原理”成绩比“Java”成绩 好的信息
SELECT
	 s1.* 
FROM
	 score s1,
	 score s2 
WHERE
	 s1.student_id = s2.student_id
	 AND s1.score < s2.score
	 AND s1.course_id = 1
	 AND s2.course_id = 3;
-- 也可以使用join on 语句来进行自连接查询
SELECT
	 s1.* 
FROM
	 score s1
	 JOIN score s2 ON s1.student_id = s2.student_id
	 AND s1.score < s2.score
	 AND s1.course_id = 1
	 AND s2.course_id = 3;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

以上查询只显示了成绩信息，并且是分布执行的。要显示学生及成绩信息，并在一条语句显示

SELECT
	 stu.*,
	 s1.score Java,
	 s2.score 计算机原理
FROM
	 score s1
	 JOIN score s2 ON s1.student_id = s2.student_id
	 JOIN student stu ON s1.student_id = stu.id
	 JOIN course c1 ON s1.course_id = c1.id
	 JOIN course c2 ON s2.course_id = c2.id
	 AND s1.score < s2.score
	 AND c1.NAME = 'Java'
	 AND c2.NAME = '计算机原理';
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

4.2.4 子查询

子查询是指嵌入在其他sql语句中的select语句，也叫嵌套查询

单行子查询：返回一行记录的子查询
查询与“不想毕业” 同学的同班同学

select * from student where classes_id=(select classes_id from student where
name='不想毕业');
1
2

多行子查询：返回多行记录的子查询
案例：查询“语文”或“英文”课程的成绩信息

1. [NOT] IN关键字：

-- 使用IN
select * from score where course_id in (select id from course where
name='语文' or name='英文');
-- 使用 NOT IN
select * from score where course_id not in (select id from course where
name!='语文' and name!='英文');
1
2
3
4
5
6

可以使用多列包含：

-- 插入重复的分数：score, student_id, course_id列重复
insert into score(score, student_id, course_id) values
-- 黑旋风李逵
(70.5, 1, 1),(98.5, 1, 3),
-- 菩提老祖
(60, 2, 1);
-- 查询重复的分数
SELECT
	 * 
FROM
	 score 
	 --这个是 三个数据都分别满足，才算重复
WHERE
	 ( score, student_id, course_id ) IN ( SELECT score, student_id, 
course_id FROM score GROUP BY score, student_id, course_id HAVING
count( 0 ) > 1 );
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

2. [NOT] EXISTS关键字：

-- 使用 EXISTS
select * from score sco where exists (select sco.id from course cou 
where (name='语文' or name='英文') and cou.id = sco.course_id);
-- 使用 NOT EXISTS
select * from score sco where not exists (select sco.id from course cou 
where (name!='语文' and name!='英文') and cou.id = sco.course_id);
1
2
3
4
5
6

在from子句中使用子查询：子查询语句出现在from子句中。这里要用到数据查询的技巧，把一个子查询当做一个临时表使用
查询所有比“中文系2019级3班”平均分高的成绩信息

-- 获取“中文系2019级3班”的平均分，将其看作临时表
SELECT
	 avg( sco.score ) score 
FROM
	 score sco
	 JOIN student stu ON sco.student_id = stu.id
	 JOIN classes cls ON stu.classes_id = cls.id
WHERE
	 cls.NAME = '中文系2019级3班';
1
2
3
4
5
6
7
8
9

查询成绩表中，比以上临时表平均分高的成绩

SELECT
	 * 
FROM
	 score sco,
	 (
	 SELECT
		 avg( sco.score ) score 
	 FROM
		 score sco
		 JOIN student stu ON sco.student_id = stu.id
		 JOIN classes cls ON stu.classes_id = cls.id
	 WHERE
		  cls.NAME = '中文系2019级3班'
	 ) tmp 
WHERE
	 sco.score > tmp.score;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

4.2.5 合并查询

在实际应用中，为了合并多个select的执行结果，可以使用集合操作符 union，union all。使用UNION和UNION ALL时，前后查询的结果集中，字段需要一致。

union
该操作符用于取得两个结果集的并集。当使用该操作符时，会自动去掉结果集中的重复行。
案例：查询id小于3，或者名字为“英文”的课程：

select * from course where id<3
union
select * from course where name='英文';
-- 或者使用or来实现
select * from course where id<3 or name='英文';
1
2
3
4
5

union all
该操作符用于取得两个结果集的并集。当使用该操作符时，不会去掉结果集中的重复行。
案例：查询id小于3，或者名字为“Java”的课程

-- 可以看到结果集中出现重复数据Java
select * from course where id<3
union all
select * from course where name='英文';
1
2
3
4

5. 内容重点总结

数据库约束

表的关系

1. 一对一：
2. 一对多：
3. 多对多：需要创建中间表来映射两张表的关系

新增：

INSERT INTO table_name [(column [, column ...])] SELECT ...
1

查询

1. 聚合函数：MAX、MIN、AVG、COUNT、SUM
2. 分组查询：GROUP BY… HAVING …
3. 内连接:

select ... from 表1，表2 where 条件
-- inner可以缺省
select ... from 表1 join 表2 on 条件 where 其他条件
1
2
3

4. 外连接

select ... from 表1 left/right join 表2 on 条件 where 其他条件
1

5. 自连接

select ... from 表1，表1 where 条件
select ... from 表1 join 表1 on 条件
1
2

6. 子查询

 -- 单行子查询
   select ... from 表1 where 字段1 = (select ... from ...);
   -- [NOT] IN
 select ... from 表1 where 字段1 in (select ... from ...);
   
   -- [NOT] EXISTS
   select ... from 表1 where exists (select ... from ... where 条件);
   
   -- 临时表：form子句中的子查询
   select ... from 表1， (select ... from ...) as tmp where 条件
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

7. 合并查询：

-- UNION：去除重复数据
select ... from ... where 条件
union
select ... from ... where 条件
-- UNION ALL：不去重
select ... from ... where 条件
union all 
select ... from ... where 条件
-- 使用UNION和UNION ALL时，前后查询的结果集中，字段需要一致
1
2
3
4
5
6
7
8
9

SQL查询中各个关键字的执行先后顺序： from > on> join > where > group by > with > having >select > distinct > order by > limit

6. 课堂作业

设计图书管理系统，包含学生和图书信息，且图书可以进行分类，学生可以在一个时间范围内借阅图书，并在这个时间范围内归还图书。
要求：

1. 涉及以上场景的数据库表，并建立表关系。
2. 查询某个分类下的图书借阅信息。
3. 查询在某个时间之后的图书借阅信息。
4. 查询图书借阅周期在某个时间范围内的图书借阅信息（图书借阅周期与查询时间范围有交
   集）。

设计网上商城的商品模块：包含商品SPU、SKU、动态属性。
说明：SPU是指产品的某个型号，不涉及具体规格，如iPhone 11，包含一些共有属性，如CPU、屏幕材质等。而SKU是具体到规格的具体某个商品，如128G，黑色，无需合约版的iPhone 11。
详情可参见以下商品
要求：

1. 涉及以上场景的数据库表，并建立表关系。
2. 查询以iPhone开头的黑色手机。