SQL

一、SQL的理论基础

1.1 关系数据模型（Relational Model）

SQL建立在关系数据模型之上。关系模型由三部分组成：

（1）数据结构

（2）数据操作

关系代数运算：

运算 含义
选择 行过滤
投影 列选择
连接 表组合
并 集合合并
差 集合差
笛卡尔积 全组合
聚合 汇总计算

（3）完整性约束

1.2 SQL的本质

SQL是：

关系代数的声明式表达语言

用户描述：

✔ 要什么数据 ✘ 不描述怎么取

执行方式由查询优化器决定。

1.3 SQL与关系代数映射

SQL结构 关系代数语义
SELECT 投影
WHERE 选择
JOIN 连接
GROUP BY 分组
HAVING 分组过滤
UNION 并
INTERSECT 交
EXCEPT 差
VIEW 虚关系

二、SQL查询语义模型

2.1 查询逻辑执行顺序

SQL书写顺序 ≠ 执行顺序

逻辑执行流程：

FROM
JOIN
WHERE
GROUP BY
HAVING
SELECT
DISTINCT
ORDER BY
LIMIT

这是理解：

的基础。

2.2 查询执行机制（工程层）

数据库内部执行：

SQL解析
语义分析
查询重写
执行计划生成
代价估计
算子执行
结果返回

关键组件：

2.3 常见连接算法

算法 特点
Nested Loop 简单，适合小表
Hash Join 等值连接，高效
Merge Join 有序数据

三、SQL数据结构定义（DDL）

3.1 类型系统

数值

字符

时间

大对象

3.2 表结构

表 = 关系实例。

定义要素：

3.3 完整性约束体系

实体完整性

主键唯一且非空。

参照完整性

外键必须引用存在值。

域约束

值范围限制。

用户约束

自定义规则。

3.4 模式与命名空间

三层结构：

目录（数据库实例）
  └ 模式（schema）
      └ 表 / 视图 / 对象

四、关系查询表达（SELECT）

查询本质：

对关系进行运算得到新关系

4.1 投影（列选择）

选择需要的属性。

4.2 选择（行过滤）

条件谓词过滤元组。

4.3 连接（关系组合）

内连接

匹配行。

外连接

保留未匹配行。

自连接

同一关系多角色。

自然连接

按同名属性匹配。

4.4 分组与聚合

聚合函数：

规则：

非聚合列必须参与分组。

4.5 子查询

标量子查询

返回单值。

行子查询

返回单行。

表子查询

返回关系。

相关子查询

依赖外层查询。

4.6 集合运算

关系满足集合语义：

五、数据修改语言（DML）

5.1 插入

生成新元组。

5.2 更新

修改属性值。

5.3 删除

移除元组。

六、数据抽象层（视图）

视图是：

虚关系（逻辑表）

作用：

6.1 视图类型

普通视图

实时计算。

物化视图

持久化结果。

6.2 可更新视图条件

必须保持与单一基表可映射。

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