12.18 web后端开发——数据库

数据库：DataBase（DB），是存储和管理数据的仓库。

数据库管理系统：DataBase Management System（DBMS），操纵和管理数据库的大型软件。

SQL：Structured Query Language，操作关系型数据库的编程语言，定义了一套操作关系数据库统一标准。

• MySQL概述
• 数据库设计-DDL
• 数据库操作-DML
• 数据库操作-DQL
• 多表设计
• 事务
• 多表查询
• 索引

关系型数据库：建立在关系模型基础上，由多张相互连接的二维表组成的数据库。

特点：

• 使用表存储数据，格式统一，便于维护。
• 使用SQL语言操作，标准统一，可用于复杂查询。

MySQL概述

SQL：一门操作关系型数据库的编程语言，定义操作所有关系型数据库的统一标准。

数据库设计-DDL

DDL：DDL 英文全称是 Data Definition Language，数据定义语言，用来定义数据库对象(数据库、表)。

DDL(数据库操作)

查询

查询所有数据库：show databases;

查询当前数据库：show database();

使用

使用数据库：use 数据库名；

创建

创建数据库：create database [ if not exists ] 数据库名；

删除

删除数据库：drop database [ if  exists] 数据库名；

注意事项：上述语法中的database，也可以替换成schema。如：create  schema db01；

DDL（表操作）

创建

create table 表名 （

        字段1   字段类型   [ 约束 ]  [ comment  字段1注释 ] ,

        ......

        字段n    字段类型  [ 约束 ]  [comment  字段n注释]

) [comment 表注释 ];

约束

• 概念：约束是用于作用与表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据。
• 目的：保证数据库中数据的正确性、有效性和完整性。

数据类型

MySQL中的数据类型有很多，主要分为三类：数值类型、字符串类型、日期时间类型。

查询

查询当前数据库所有表：show tables；

查询表结构：desc   表名；

查询建表语句：show  create  table  表名；

修改

添加字段：alter table 表名  add  字段名  类型(长度)  [comment  注释]  [约束];

修改字段类型：alter table 表名 modify  字段名  新数据类型(长度);

修改字段名和字段类型：alter table 表名 change  旧字段名  新字段名  类型 (长度)  [comment 注释]  [约束];

删除字段：alter table 表名 drop  column 字段名;

修改表名： rename table 表名 to  新表名;

删除

删除表：drop table  [ if  exists ] 表名；

数据库操作-DML

DML（INSERT）

• 指定字段添加数据：insert into 表名 (字段名1, 字段名2)  values (值1, 值2);
• 全部字段添加数据：insert into 表名 values (值1, 值2, ...);
• 批量添加数据（指定字段）：insert into 表名 (字段名1, 字段名2)  values (值1, 值2), (值1, 值2);
• 批量添加数据（全部字段）：insert into 表名 values (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...);

注意事项

1. 插入数据时，指定的字段顺序需要与值的顺序是一一对应的。

2. 字符串和日期型数据应该包含在引号中。

3. 插入的数据大小，应该在字段的规定范围内。

DML（UPDATE）

修改数据：update 表名  set  字段名1 = 值1 , 字段名2 = 值2 , .... [ where  条件 ] ;

注意事项：修改语句的条件可以有，也可以没有，如果没有条件，则会修改整张表的所有数据。

DML（DELETE）

删除数据：delete  from  表名  [ where  条件 ];

注意事项

1. DELETE 语句的条件可以有，也可以没有，如果没有条件，则会删除整张表的所有数据。
2. DELETE 语句不能删除某一个字段的值(如果要操作，可以使用UPDATE，将该字段的值置为NULL)。

数据库操作-DQL

DQL英文全称是Data Query Language(数据查询语言)，用来查询数据库表中的记录。

关键字：SELECT

DDL-基本查询

查询多个字段：select  字段1, 字段2, 字段3  from   表名;

查询所有字段（通配符）：select  *  from   表名;

设置别名：select  字段1  [ as  别名1 ] , 字段2  [ as  别名2 ]   from   表名;

去除重复记录：select  distinct  字段列表  from   表名;

注意事项：* 号代表查询所有字段，在实际开发中尽量少用（不直观、影响效率）。

DQL-条件查询

条件查询：select  字段列表  from   表名   where   条件列表 ;

DQL-分组查询

介绍：将一列数据作为一个整体，进行纵向计算。

语法：select  聚合函数(字段列表)  from   表名 ;

分组查询：select  字段列表  from   表名  [ where   条件 ]  group   by  分组字段名  [ having  分组后过滤条件 ];

注意事项

1. null值不参与所有聚合函数运算。
2. 统计数量可以使用：count(*)   count(字段)   count(常量)，推荐使用count(*)。

where与having区别

1. 执行时机不同：where是分组之前进行过滤，不满足where条件，不参与分组；而having是分组之后对结果进行过滤。
2. 判断条件不同：where不能对聚合函数进行判断，而having可以。

注意事项

• 分组之后，查询的字段一般为聚合函数和分组字段，查询其他字段无任何意义。
• 执行顺序: where  >  聚合函数 > having 。

DQL-排序查询

条件查询：select  字段列表  from   表名   [ where   条件列表 ] [ group by  分组字段 ] order  by  字段1  排序方式1 , 字段2  排序方式2

排序方式

ASC：升序（默认值）

DESC：降序

注意事项：如果是多字段排序，当第一个字段值相同时，才会根据第二个字段进行排序。

DQL-分页查询

分页查询：select  字段列表  from   表名  limit  起始索引, 查询记录数 ;

注意事项

1. 起始索引从0开始，起始索引 = （查询页码 - 1）* 每页显示记录数。
2. 分页查询是数据库的方言，不同的数据库有不同的实现，MySQL中是LIMIT。
3. 如果查询的是第一页数据，起始索引可以省略，直接简写为 limit 10。

案例：根据需求完成员工管理的条件分页查询

案例：根据需求，完成员工信息的统计

1.根据需求，完成员工性别信息的统计  -count(*)

if（条件表达式，true取值，false取值）

select if (gender = 1 , '男性员工', '女性员工' ) 性别，count(*)  from tb_emp group by gender;

2.根据需求，完成员工职位信息的统计

case 表达式 when 值1 then 结果1 when 值2 then 结果2 ... else ... end

select 

        (case job when 1 then '班主任' when 2 then '讲师' when 3 then '学生主管' when 4 then '教研主管' else '未分配') 职位

        count(*)

from tb_emp group by job;

多表设计

项目开发中，在进行数据库表结构设计中，会根据业务需求及业务模块之间的关系，分析并设计表结构，由于业务之间相互关联，所以各个表结构之间也存在着各种联系，基本上分为三种：

• 一对多（多对一）
• 多对多
• 一对一

需求：根据页面原型及需求文档，完成部门及员工模块的表结构设计。

一对多关系实现：在数据库表中多的一方，添加字段，来关联的一方的主键。

出现的问题：部门数据可以直接删除，然而还有部分员工归属于该部门下，此时就出现了数据的不完整、不一致问题。

问题分析：目前上述的两张表，在数据库层面，并未建立关联，所以是无法保证数据的一致性和完整性的。

解决方法：添加外键约束

-- 创建表时指定

create table 表名(

  字段名    数据类型,

  ...

  [constraint]   [外键名称]  foreign  key (外键字段名)   references   主表 (字段名) 

);

-- 建完表后，添加外键

alter table  表名  add constraint  外键名称  foreign key (外键字段名) references  主表(字段名);

物理外键

概念：使用 foreign key 定义外键关联另外一张表。

缺点：

• 影响增、删、改的效率（需要检查外键关系）。
• 仅用于单节点数据库，不适用与分布式、集群场景。
• 容易引发数据库的死锁问题，消耗性能。

逻辑外键

概念：在业务层逻辑中，解决外键关联。

通过逻辑外键，就可以很方便的解决上述问题。

一对一

案例：用户与身份证信息的关系。

关系：一对一关系，用于单表拆分，将一张表的基础字段放在一张表中，其他字段放在另一张表中。

多对多

案例：学生与课程的关系

关系：一个学生可以选修多门课程，一门课程也可以供多个学生选择

实现：建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键

案例

参考页面原型及需求，设计合理的表结构

需求：参考资料中提供的《苍穹外卖_管理后台》页面原型，设计分类管理、菜品管理、套餐管理模块的表结构。

多表查询

多表查询：从多张表中查询数据

笛卡尔积：笛卡尔乘积时指在数学中，两个集合（A集合和B集合）的所有组合情况。（在多表查询时，需要消除无效的笛卡尔积）

连接查询

内连接：相当于查询A、B交集部分数据

外连接

• 左外连接：查询左表所有数据(包括两张表交集部分数据)
• 右外连接：查询右表所有数据(包括两张表交集部分数据)

子查询

内连接

隐式内连接：select  字段列表   from   表1 , 表2   where   条件 ... ;

显式内连接：select  字段列表   from   表1  [ inner ]  join 表2  on  连接条件 ... ;

外连接

左外连接：select  字段列表   from   表1  left  [ outer ]  join 表2  on 连接条件 ... ;

右外连接：select  字段列表   from   表1  right  [ outer ]  join 表2  on  连接条件 ... ;

子查询

介绍：SQL语句中嵌套select语句，称为嵌套查询，又称子查询。

形式：select  *  from   t1   where  column1 =  ( select  column1  from  t2  … );

子查询外部的语句可以是insert / update / delete / select 的任何一个，最常见的是 select。

分类

• 标量子查询：子查询返回的结果为单个值
• 列子查询：子查询返回的结果为一列
• 行子查询：子查询返回的结果为一行
• 表子查询：子查询返回的结果为多行多列

表量子查询

• 子查询返回的结果时单个值（数字、字符串、日期等），最简单的形式
• 常用的操作符：=、<>、>、>=、<、<=

列子查询

• 子查询返回的结果是一列
• 常用操作符：in、not in 等

行子查询

• 子查询返回的结果是一行（可以是多列）
• 常用的操作符：= 、<>、in、not in

表子查询

• 子查询返回的结果是多行多列，常作为临时表
• 常用的操作符：in

案例

根据需求，完成多表查询的SQL语句编写

1. 查询价格低于 10元 的菜品的名称 、价格 及其 菜品的分类名称
2. 查询所有价格在 10元(含)到50元(含)之间 且 状态为"起售"的菜品名称、价格及其分类名称 (即使菜品没有分类 , 也要将菜品查询出来)
3. 查询每个分类下最贵的菜品, 展示出分类的名称、最贵的菜品的价格 .
4. 查询各个分类下 菜品状态为 "起售" , 并且 该分类下菜品总数量大于等于3 的 分类名称
5. 查询出 "商务套餐A" 中包含了哪些菜品 （展示出套餐名称、价格, 包含的菜品名称、价格、份数）
6. 查询出低于菜品平均价格的菜品信息 (展示出菜品名称、菜品价格)

select dish.name,dish.price,category.name
 from category,dish
  where category.id=dish.category_id and price<10;

select d.name,d.price,c.name
from dish d left join category c on d.category_id = c.id
where d.price between 10 and 50 and d.status=1;

select c.name,max(d.price)
from dish d,category c
where  d.category_id=c.id group by c.name;

select c.name, count(*) 
from dish d,category c 
where d.category_id=c.id and d.status=1  
group by c.name having count(*)>=3;

select s.name,s.price,d.name,d.price,sd.copies
from setmeal s,setmeal_dish sd,dish d
where s.id=sd.setmeal_id and sd.dish_id=d.id and s.name='商务套餐A' ;

select * from  dish 
where price <(select avg(price)from dish);

事务

事务时一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

注意事项：默认MySQL的事务是自动提交的，也就是说，当执行一条DML语句，MySQL会立即隐式的提交事务。

开启事务：start transaction;  /  begin ;

提交事务：commit;

回滚事务：rollback;

四大特性（ACID）

索引

索引是帮助数据库高效获取数据的数据结构

优点

提高数据查询的效率，降低数据库的IO成本。

通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU消耗。

缺点

索引会占用存储空间。

索引大大提高了查询效率，同时却也降低了insert、update、delete的效率。

结构

MySQL数据库支持的索引结构有很多，如：Hash索引、B+Tree索引、Full-Text索引等。我们平常所说的索引，如果没有特别指明，都是指默认的 B+Tree 结构组织的索引。

语法

创建索引

create  [ unique ]  index 索引名 on  表名 (字段名,... ) ;

查看索引

show  index  from  表名;

删除索引

drop  index  索引名  on  表名;

注意事项：

• 主键字段，在建表时，会自动创建主键索引。
• 添加唯一约束时，数据库实际上会添加唯一索引。