數(shù)據(jù)庫從入門到精通合集（超詳細(xì)，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫必看）

一、關(guān)系

• 單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----關(guān)系
  現(xiàn)實世界的實體以及實體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來表示
• 邏輯結(jié)構(gòu)----二維表
  從用戶角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表
• 建立在集合代數(shù)的基礎(chǔ)上

1.域（Domain）

域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。

2.笛卡爾積（Cartesian Product）

笛卡爾積在SQL中的實現(xiàn)方式既是交叉連接(Cross Join)。所有連接方式都會先生成臨時笛卡爾積表，笛卡爾積是關(guān)系代數(shù)里的一個概念，表示兩個表中的每一行數(shù)據(jù)任意組合。

簡單來說就是兩個集合相乘的結(jié)果，集合A和集合B中任意兩個元素結(jié)合在一起，也叫交叉連接。集合A{a1,a2,a3} 集合B{b1,b2}，笛卡爾積 A × B ={(a1,b1),(a1,b2),(a2,b1),(a2,b2),(a3,b1),(a3,b2)}

• 所有域的所有取值的一個組合
• 不能重復(fù)

1)元組（Tuple）

笛卡爾積中每一個元素（d1，d2，…，dn）叫作一個n元組（n-tuple）或簡稱元組(Tuple)

2)分量（Component）

笛卡爾積元素（d1，d2，…，dn）中的每一個值di叫作一個分量

3)基數(shù)（Cardinal number）

若Di（i＝1，2，…，n）為有限集，其基數(shù)為mi（i＝1，2，…，n），則D1×D2×…×Dn的基數(shù)M為：

4)笛卡爾積的表示方法

笛卡爾積可表示為一個二維表
表中的每行對應(yīng)一個元組，表中的每列對應(yīng)一個域

3.關(guān)系（Relation）

1)關(guān)系

D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的
關(guān)系，表示為R（D1，D2，…，Dn）
R：關(guān)系名
n：關(guān)系的目或度（Degree）

2)元組

關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組，通常用t表示。

3) 單元關(guān)系與二元關(guān)系

當(dāng)n=1時，稱該關(guān)系為單元關(guān)系（Unary relation）或一元關(guān)系
當(dāng)n=2時，稱該關(guān)系為二元關(guān)系（Binary relation）

4) 關(guān)系的表示

關(guān)系也是一個二維表，表的每行對應(yīng)一個元組，表的每列對應(yīng)一個域

5)屬性

關(guān)系中不同列可以對應(yīng)相同的域
為了加以區(qū)分，必須對每列起一個名字，稱為屬性（Attribute）
n目關(guān)系必有n個屬性

6) 碼

候選碼（Candidate key）
若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識一個元組，則稱該屬性組為候選碼
簡單的情況：候選碼只包含一個屬性
全碼（All-key）
最極端的情況：關(guān)系模式的所有屬性組是這個關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼（All-key）
主碼
若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼（Primary key）
主屬性
候選碼的諸屬性稱為主屬性（Prime attribute）
不包含在任何侯選碼中的屬性稱為非主屬性（ Non-Prime attribute）或非碼屬性（Non-key attribute）

7) 三類關(guān)系

基本關(guān)系（基本表或基表）
實際存在的表，是實際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示
查詢表
查詢結(jié)果對應(yīng)的表
視圖表
由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對
應(yīng)實際存儲的數(shù)據(jù)

8)基本關(guān)系的性質(zhì)

① 列是同質(zhì)的（Homogeneous）
② 不同的列可出自同一個域：其中的每一列稱為一個屬性；不同的屬性要給予不同的屬性名
③ 列的順序無所謂,，列的次序可以任意交換
④ 任意兩個元組的候選碼不能相同
⑤ 行的順序無所謂，行的次序可以任意交換
⑥ 分量必須取原子值

二、關(guān)系模式

1．什么是關(guān)系模式

• 關(guān)系模式（Relation Schema）是型
• 關(guān)系是值
• 關(guān)系模式是對關(guān)系的描述
  元組集合的結(jié)構(gòu)：屬性構(gòu)成、屬性來自的域、屬性與域之間的映象關(guān)系
  元組語義以及完整性約束條件
  屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合

2．定義關(guān)系模式

R（U，D，DOM，F)
R——關(guān)系名
U——組成該關(guān)系的屬性名集合
D——屬性組U中屬性所來自的域
DOM——屬性向域的映象集合
F——屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合

關(guān)系模式通常可以簡記為
R (U)或R (A1，A2，…，An)
R: 關(guān)系名
A1，A2，…，An : 屬性名
ps：域名及屬性向域的映象常常直接說明為屬性的類型、長度

3.關(guān)系模式與關(guān)系

1）關(guān)系模式

對關(guān)系的描述
靜態(tài)的、穩(wěn)定的

2）關(guān)系

關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容
動態(tài)的、隨時間不斷變化的

3）關(guān)系模式和關(guān)系往往統(tǒng)稱為關(guān)系

三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫

1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫

在一個給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有關(guān)系的集合構(gòu)成一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫

2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型與值

1)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型: 關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述。

2)關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式包括

若干域的定義
在這些域上定義的若干關(guān)系模式

3)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值: 關(guān)系模式在某一時刻對應(yīng)的關(guān)系的集合，簡稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫

四、關(guān)系操作

1. 基本關(guān)系操作

1）.常用的關(guān)系操作

查詢：選擇、投影、連接、除、并、交、差
數(shù)據(jù)更新：插入、刪除、修改
查詢的表達能力是其中最主要的部分
選擇、投影、并、差、笛卡爾基是5種基本操作

2）.關(guān)系操作的特點

集合操作方式：操作的對象和結(jié)果都是集合，一次一集合的方式

2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的分類

1）.關(guān)系代數(shù)語言

用對關(guān)系的運算來表達查詢要求
代表：ISBL

2）.關(guān)系演算語言：

用謂詞來表達查詢要求元組關(guān)系演算語言
謂詞變元的基本對象是元組變量
代表：APLHA, QUEL
域關(guān)系演算語言
謂詞變元的基本對象是域變量
代表：QBE

3）.具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點的語言

代表：SQL（Structured Query Language）

五、關(guān)系的完整性

1.關(guān)系的三類完整性約束

1）實體完整性和參照完整性：

關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件稱為關(guān)系的兩個不變性，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動支持

2）用戶定義的完整性：

應(yīng)用領(lǐng)域需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了具體領(lǐng)域中的語義約束

2.實體完整性

1) 實體完整性規(guī)則（Entity Integrity）

若屬性A是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空值

• (1) 實體完整性規(guī)則是針對基本關(guān)系而言的。一個基本表通常對應(yīng)現(xiàn)實世界的一個實體集。
• (2) 現(xiàn)實世界中的實體是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識。
• (3) 關(guān)系模型中以主碼作為唯一性標(biāo)識。
• (4) 主碼中的屬性即主屬性不能取空值。

3.參照完整性

1) 關(guān)系間的引用

在關(guān)系模型中實體及實體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來描述的，因此可能存在著關(guān)系與關(guān)系間的引用。

2) 外碼

• (1）設(shè)F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外碼
• (2）基本關(guān)系R稱為參照關(guān)系（Referencing Relation）
• (3）基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系（Referenced Relation） 或 目標(biāo)關(guān)系（Target Relation）

3). 參照完整性規(guī)則

若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)（基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系），則對于R中每個元組在F上的值必須為：
或者取空值（F的每個屬性值均為空值）
或者等于S中某個元組的主碼值

4) 用戶定義的完整性

• (1）針對某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件，反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求
• (2）關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗這類完整性的機制，以便用統(tǒng)一的系統(tǒng)的方法處理它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能

六、關(guān)系代數(shù)

1.概述

集合運算符含義

∪	并
∩	交
-	差
×	笛卡兒積

比較運算符含義

＞	大于
≥	大于等于
＜	小于
≤	小于等于
＝	等于
<> !=	不等于

專門的關(guān)系運算符含義

$\sigma$	選擇
$\pi$	投影
$?$	連接
÷	除

邏輯運算符含義

┐	非
$\wedge$	與
$\vee$	或

2.傳統(tǒng)的集合運算

具有相同的目n（即兩個關(guān)系都有n個屬性）相應(yīng)的屬性取自同一個域

1）R∪S

仍為n目關(guān)系，由屬于R或?qū)儆赟的元組組成
R∪S ={t|t∈R∨t ∈S}

2）R - S

仍為n目關(guān)系，由屬于R而不屬于S的所有元組組成
R -S = { t|t∈R∧t?S }

3）R∩S

仍為n目關(guān)系，由既屬于R又屬于S的元組組成
R∩S = { t|t∈R∧t ∈S }，R∩S = R –(R-S)

4）R×S

列：（n+m）列元組的集合
元組的前n列是關(guān)系R的一個元組
后m列是關(guān)系S的一個元組
行：k1×k2個元組
R×S = {t_r⌒t_s |t_r∈R ∧ t_s∈S }

3.關(guān)系運算

幾個重要記號

1）專門的關(guān)系運算

1、選擇（selection）：

選擇運算是單目運算，它從一個關(guān)系R中選擇出滿足給定條件的所有元組，并同R具有相同的結(jié)構(gòu)。
關(guān)系R的選擇運算是從關(guān)系R中選擇滿足指定條件（用F表示）的元組構(gòu)成的新關(guān)系.換言之,選擇運算的結(jié)果是一個表的水平方向的子集，是從行的角度進行的運算。
關(guān)系R的選擇運算記為：σF（R）={t|t∈R∧F(t)= ‘真’}。
F：選擇條件，是一個邏輯表達式，基本形式為： $X_1\theta Y_1$

2、投影（projection）：

投影運算也是單目運算，它從一個關(guān)系R所有屬性中選擇某些指定屬性，組成一個新的關(guān)系。選擇運算選取關(guān)系的某些行，而投影運算選取關(guān)系的某些列，是從一個關(guān)系出發(fā)構(gòu)造其垂直子集的運算。
投影操作主要是從列的角度進行運算，但投影之后不僅取消可原關(guān)系中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重復(fù)行）

3、連接（join）：

連接運算是關(guān)系的二目運算.關(guān)系R與關(guān)系S的連接運算是從兩個關(guān)系的廣義笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件（稱為連接條件,記為AθB）的元組形成一個新關(guān)系。

①等值連接

等值連接是從關(guān)系R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性相等的那些元組，按照屬性相同的行將兩（或以上）張表元組匹配連接；
舉個例子
ID_Name表

IDName

1	大好人
2	大壞蛋
3	豬八戒
4	孫悟空
5	沙和尚
7	唐三藏
8	武松

ID_MingZhu 表

IDMingZhu

3	西游記
4	西游記
5	西游記
7	西游記
8	水滸傳

SELECT * FROM ID_Name N，ID_MingZhu M WHERE N.ID=M.ID; ID_Name.IDNameID_MingZhu.IDMingZhu

3	豬八戒	3	西游記
4	孫悟空	4	西游記
5	沙和尚	5	西游記
7	唐三藏	7	西游記
8	武松	8	水滸傳

② 自然連接

自然連接是特殊的等值連接，要求兩個關(guān)系中進行比較的分量必須是同名的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。

舉個例子：
ID_Name表

IDName

1	大好人
2	大壞蛋
3	豬八戒
4	孫悟空
5	沙和尚
7	唐三藏
8	武松

ID_MingZhu 表

IDMingZhu

3	西游記
4	西游記
5	西游記
7	西游記
8	水滸傳

SELECT * FROM ID_Name N natural join ID_MingZhu M ON N.ID=M.ID; ID_Name.IDNameMingZhu

3	豬八戒	西游記
4	孫悟空	西游記
5	沙和尚	西游記
7	唐三藏	西游記
8	武松	水滸傳

③ 左外連接
將返回右表的所有行。如果左表的某行在右表中沒有匹配行，則將為右表返回空值左連接：
例子：
ID_Name表

IDName

1	大好人
2	大壞蛋
3	豬八戒
4	孫悟空
5	沙和尚
7	唐三藏
8	武松

ID_MingZhu 表

IDMingZhu

3	西游記
4	西游記
5	西游記
7	西游記
8	水滸傳
9	紅樓夢

SELECT * FROM ID_Name N left join ID_MingZhu M ON N.ID=M.ID; ID_Name.IDNameID_MingZhu.IDMingZhuNu

1	大好人	NULL	NULL
2	大壞蛋	NULL	NULL
3	豬八戒	3	西游記
4	孫悟空	4	西游記
5	沙和尚	5	西游記
7	唐三藏	7	西游記
8	武松	8	水滸傳

④ 右外連接
將返回右表的所有行。如果右表的某行在左表中沒有匹配行，則將為左表返回空值;
例子

ID_Name表

IDName

1	大好人
2	大壞蛋
3	豬八戒
4	孫悟空
5	沙和尚
7	唐三藏
8	武松

ID_MingZhu 表

IDMingZhu

3	西游記
4	西游記
5	西游記
7	西游記
8	水滸傳
9	紅樓夢

SELECT * FROM ID_Name N left join ID_MingZhu M ON N.ID=M.ID; ID_Name.IDNameID_MingZhu.IDMingZhuNu

3	豬八戒	3	西游記
4	孫悟空	4	西游記
5	沙和尚	5	西游記
7	唐三藏	7	西游記
8	武松	8	水滸傳
NULL	NULL	9	紅樓夢

• 全外連接。
  左表和右表都不做限制，所有的記錄都顯示，兩表不足的地方用null 填充

例子
ID_Name表

IDName

1	大好人
2	大壞蛋
3	豬八戒
4	孫悟空
5	沙和尚
7	唐三藏
8	武松

ID_MingZhu 表

IDMingZhu

3	西游記
4	西游記
5	西游記
7	西游記
8	水滸傳
9	紅樓夢

SELECT * FROM ID_Name N left join ID_MingZhu M ON N.ID=M.ID; ID_Name.IDNameID_MingZhu.IDMingZhuNu

1	大好人	NULL	NULL
2	大壞蛋	NULL	NULL
3	豬八戒	3	西游記
4	孫悟空	4	西游記
5	沙和尚	5	西游記
7	唐三藏	7	西游記
8	武松	8	水滸傳
NULL	NULL	9	紅樓夢

4、除

給定關(guān)系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。
R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。
R與S的除運算得到一個新的關(guān)系P(X)，
P是R中滿足下列條件的元組在 X 屬性列上的投影：
元組在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合，記作：
R÷S = {t_r [X] | t_r ∈ R∧πY (S) ? Y_x }
Y_x：x在R中的象集，x = tr[X]

除操作是同時從行和列角度進行運算
例子：

這里還有數(shù)據(jù)庫相關(guān)的優(yōu)質(zhì)文章：快戳我，快戳我😳

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据库SQL语言从入门到精通--Part 3--SQL语言基础知识的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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