PostgreSQL学习笔记（二）：PostgreSQL基本操作

PostgreSQL 是一个功能强大的开源关系型数据库管理系统 (RDBMS)，支持标准的 SQL 语法，并扩展了许多功能强大的操作语法.

数据类型

1. 数值类型

   数据类型	描述	存储大小	示例值
   SMALLINT	小范围整数，范围：-32,768 到 32,767	2 字节	-123
   INTEGER 或 INT	中范围整数，范围：-2,147,483,648 到 2,147,483,647	4 字节	12345
   BIGINT	大范围整数，范围：-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807	8 字节	12345678901234
   NUMERIC(p, s) 或 DECIMAL(p, s)	精确的数字，p 是总位数，s 是小数点后位数	可变长	1234.56
   REAL 或 FLOAT4	单精度浮点数，范围：6 位小数精度	4 字节	1.23
   DOUBLE PRECISION 或 FLOAT8	双精度浮点数，范围：15 位小数精度	8 字节	123.45678
   SERIAL	自动递增整数，等同于 INTEGER + 自增	4 字节	1, 2, 3...
   BIGSERIAL	自动递增整数，等同于 BIGINT + 自增	8 字节	1, 2, 3...

2. 字符类型

   数据类型	描述	存储大小	示例值
   CHAR(n) 或 CHARACTER(n)	固定长度字符串，不足位数会用空格补齐	n 字节	'abc '
   VARCHAR(n) 或 CHARACTER VARYING(n)	可变长度字符串，最多 n 个字符	实际长度 + 1 字节	'abc'
   TEXT	不限长度的字符串	可变长	'Hello, world!'

   说明：
   <1>：CHAR(n) 固定长度，适合存储固定格式的字符串。
   <2>：VARCHAR(n) 是常用的可变长度类型。
   <3>：TEXT 用于存储长文本。

3. 布尔类型

   数据类型	描述	存储大小	示例值
   BOOLEAN	布尔值，TRUE、FALSE 或 NULL	1 字节	TRUE

4. 日期和时间类型

   数据类型	描述	存储大小	示例值
   DATE	日期（不包含时间）	4 字节	'2025-01-06'
   TIME [WITHOUT TIME ZONE]	时间（不包含日期）	8 字节	'12:30:00'
   TIMESTAMP [WITHOUT TIME ZONE]	日期和时间	8 字节	'2025-01-06 12:30:00'
   TIMESTAMP WITH TIME ZONE	带时区的日期和时间	8 字节	'2025-01-06 12:30:00+08'
   INTERVAL	时间间隔	16 字节	'1 year 2 months'

5. 几何类型

   数据类型	描述	示例值
   POINT	平面中的一个点	'(1.5, 2.5)'
   LINE	无限长的直线	'{1, -1, 0}'
   LSEG	有限线段	'(1.5, 2.5), (3.5, 4.5)'
   BOX	矩形框	'((1, 2), (3, 4))'
   PATH	路径（开或闭）	'((1, 1), (2, 2), (3, 3))'
   POLYGON	多边形	'((1, 1), (2, 2), (3, 3))'
   CIRCLE	圆形	'<(1, 1), 5>'

   几何类型用于存储点、线、圆等几何信息

6. 数组类型

   数据类型	描述	示例值
   INTEGER[]	整数数组	{1, 2, 3}
   TEXT[]	文本数组	{'hello', 'world'}

7. JSON和JSONB类型

   数据类型	描述	示例值
   JSON	原始 JSON 格式，保留格式	'{"key": "value"}'
   JSONB	二进制存储的 JSON，查询更快	'{"key": "value"}'

8. UUID类型

   数据类型	描述	示例值
   UUID	通用唯一标识符 (128 位)	'a0eebc99-9c0b-4ef8-bb6d-6bb9bd380a11'

9. XML类型

   数据类型	描述	示例值
   XML	XML 数据	'<note><to>Tove</to></note>'

10. 枚举类型

     枚举类型允许定义一组固定值。

    CREATE TYPE mood AS ENUM ('happy', 'sad', 'neutral');
    

    使用：

    CREATE TABLE person (
        name TEXT,
        current_mood mood
    );

11. 范围类型

    数据类型	描述	示例值
    INT4RANGE	整数范围	[1,10)
    NUMRANGE	数字范围	[1.5,2.5)
    TSRANGE	不带时区的时间范围	['2023-01-01', '2023-12-31')
    TSTZRANGE	带时区的时间范围	['2023-01-01 00:00:00+00', '2023-12-31 23:59:59+00')

数据操作

创建数据库和用户

// 创建数据库
CREATE DATABASE database_name;

// 删除数据库
DROP DATABASE database_name;

// 创建用户
CREATE USER user_name WITH PASSWORD 'password';

// 为用户授予权限
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE database_name TO user_name;

数据定义语言 (DDL)

// 创建表
CREATE TABLE table_name (
    column_name1 data_type [constraints],
    column_name2 data_type [constraints],
    ...
);

// 添加列
ALTER TABLE table_name ADD COLUMN column_name data_type;

// 修改列
ALTER TABLE table_name ALTER COLUMN column_name TYPE new_data_type;

// 删除列
ALTER TABLE table_name DROP COLUMN column_name;

// 删除表
DROP TABLE table_name;

数据操作语言 (DML)

基本查询：

// 插入数据
INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);

// 查询数据
SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

SELECT * FROM table_name;

// 更新数据
UPDATE table_name SET column1 = value1, column2 = value2 WHERE condition;

// 删除数据
DELETE FROM table_name WHERE condition;

扩展查询：

// 分组查询
SELECT column1, COUNT(*) FROM table_name GROUP BY column1 HAVING COUNT(*) > 1;

// 连接查询（JOIN）
内连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
INNER JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;

左连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
LEFT JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;

右连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
RIGHT JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;

// 子查询
SELECT column1
FROM table_name
WHERE column2 IN (
    SELECT column2
    FROM another_table
    WHERE condition
);

PostgreSQL特性

PostgreSQL提供了几种丰富的数据类型，有一些特定的用法。

数组

在 PostgreSQL 中，数组是一种非常强大的数据类型，它可以存储一组同类型的值（例如整数、文本等），以下是关于数组的详细用法。

创建数组字段：

CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name TEXT,
    favorite_numbers INTEGER[],  -- 整数数组字段
    favorite_colors TEXT[]       -- 文本数组字段
);

插入数组数据：

INSERT INTO users (name, favorite_numbers, favorite_colors)
VALUES ('Alice', '{1, 2, 3}', '{"red", "blue", "green"}');

查询数组数据：

// 查询 favorite_numbers 包含 2 的用户
SELECT name FROM users WHERE 2 = ANY (favorite_numbers);

// 查询数组是否包含所有指定值
-- 查询 favorite_numbers 包含所有值 {1, 2} 的用户
SELECT name FROM users WHERE favorite_numbers @> '{1, 2, 4}';

// 查询数组是否为另一个数组的子集
-- 查询 favorite_numbers 是 {1, 2, 3} 的子集的用户
SELECT name FROM users WHERE favorite_numbers <@ '{1, 2, 3}';

更新数组：

// 向 Alice 的 favorite_numbers 中追加一个新值 40
UPDATE users SET favorite_numbers = favorite_numbers || 40 WHERE name = 'Alice';

// 将 Alice 的 favorite_numbers 的第 1 个元素更新为 100
UPDATE users SET favorite_numbers[1] = 100 WHERE name = 'Alice';

删除数据中元素：

UPDATE users SET favorite_numbers = array_remove(favorite_numbers, '40') WHERE name = 'Alice';

PostgreSQL 提供了许多用于数组操作的内置函数和操作符：

JSON和JSONB

在 PostgreSQL 中，JSON 和 JSONB 是两种用于存储 JSON 数据的列类型。它们功能强大，广泛用于现代应用中。

JSON 与 JSONB 的主要区别

1. 存储方式：

   • JSON：以文本格式存储数据，存储和检索时保持输入顺序。
   • JSONB：以二进制格式存储，经过解析和去重处理（键的顺序不保存）。

2. 性能：

   • JSON：适合读取为原始 JSON 字符串，查询效率较低。
   • JSONB：支持索引，查询和操作效率更高。

3. 使用场景：

   • JSON：需要保持原始 JSON 数据格式（如调试或日志记录）。
   • JSONB：需要高效查询、过滤或处理 JSON 数据。

创建表：

CREATE TABLE example (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    data JSON,      -- 存储为 JSON 格式
    data_b JSONB    -- 存储为 JSONB 格式
);

插入数据：

INSERT INTO example (data, data_b) VALUES 
('{"name": "Alice", "age": 25, "tags": ["developer", "gamer"]}', 
 '{"name": "Alice", "age": 25, "tags": ["developer", "gamer"]}');

查询数据：

1. 访问 JSON 数据的字段

使用 -> 和 ->> 操作符：

• ->：提取字段为 JSON 类型。
• ->>：提取字段为文本类型。

-- 提取 JSON 对象的字段
SELECT data->'name' AS name_json, data_b->'name' AS name_jsonb FROM example;

-- 提取字段值为文本
SELECT data->>'name' AS name_text, data_b->>'name' AS name_text FROM example;

2、查询嵌套数据

-- 提取嵌套 JSON 对象中的字段值
SELECT data->'tags'->>0 AS first_tag, data_b->'tags'->>0 AS first_tag FROM example;

3、JSONB函数和操作符

• 检查字段是否存

  -- 检查 JSONB 中是否包含某个字段
  SELECT data_b ? 'name' AS has_name FROM example;
  
  -- 检查多个字段是否存在
  SELECT  data_b ?& array['name', 'age'] AS has_all 
  FROM example;

• 数组操作

  -- 查询 JSONB 数组是否包含某个值
  SELECT data_b->'tags' ? 'developer' AS contains_tag FROM example;

• 删除字段

  SELECT data_b - 'age' AS without_age FROM example;

数据更新：

// 更新json数据中age字段值为30
UPDATE example SET data_b = jsonb_set(data_b, '{age}', '30')
WHERE data_b->>'name' = 'Alice';