关系型数据库之Mysql

简介

• 主要知识点包括：能够与mysql建立连接，创建数据库、表，分别从图形界面与脚本界面两个方面讲解
• 相关的知识点包括：E-R关系模型，数据库的3范式，mysql中数据字段的类型，字段约束
• 数据库的操作主要包括：
  • 数据库的操作，包括创建、删除
  • 表的操作，包括创建、修改、删除
  • 数据的操作，包括增加、修改、删除、查询，简称crud
• 学生表结构：
  • id
  • 名称
  • 性别
  • 地址
  • 生日
• 科目表结构：
  • id
  • 名称

数据库简介

• 人类在进化的过程中，创造了数字、文字、符号等来进行数据的记录，但是承受着认知能力和创造能力的提升，数据量越来越大，对于数据的记录和准确查找，成为了一个重大难题
• 计算机诞生后，数据开始在计算机中存储并计算，并设计出了数据库系统
• 数据库系统解决的问题：持久化存储，优化读写，保证数据的有效性
• 当前使用的数据库，主要分为两类
  • 文档型，如sqlite，就是一个文件，通过对文件的复制完成数据库的复制
  • 服务型，如mysql、postgre，数据存储在一个物理文件中，但是需要使用终端以tcp/ip协议连接，进行数据库的读写操作

E-R模型

• 当前物理的数据库都是按照E-R模型进行设计的
• E表示entry，实体
• R表示relationship，关系
• 一个实体转换为数据库中的一个表
• 关系描述两个实体之间的对应规则，包括
  • 一对一
  • 一对多
  • 多对多
• 关系转换为数据库表中的一个列 *在关系型数据库中一行就是一个对象

三范式

• 经过研究和对使用中问题的总结，对于设计数据库提出了一些规范，这些规范被称为范式
• 第一范式（1NF)：列不可拆分
• 第二范式（2NF)：唯一标识
• 第三范式（3NF)：引用主键
• 说明：后一个范式，都是在前一个范式的基础上建立的

安装

• 安装

  sudo apt-get install mysql-server mysql-client
  然后按照提示输入

管理服务

• 启动

  service mysql start

• 停止

  service mysql stop

• 重启

  service mysql restart

允许远程连接

• 找到mysql配置文件并修改

  sudo vi /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf
  将bind-address=127.0.0.1注释

• 登录mysql，运行命令

  grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'mysql' with grant option;
  flush privileges;

• 重启mysql

数据完整性

• 一个数据库就是一个完整的业务单元，可以包含多张表，数据被存储在表中
• 在表中为了更加准确的存储数据，保证数据的正确有效，可以在创建表的时候，为表添加一些强制性的验证，包括数据字段的类型、约束

字段类型

• 在mysql中包含的数据类型很多，这里主要列出来常用的几种
• 数字：int,decimal
• 字符串：varchar,text
• 日期：datetime
• 布尔：bit

约束

• 主键primary key
• 非空not null
• 惟一unique
• 默认default
• 外键foreign key

使用图形窗口连接

• 下发windows的navicat
• 点击“连接”弹出窗口，按照提示填写连接信息，如下图

• 连接成功后，会在连接名称下面显示出当前的数据库
• 双击选中数据库，就可以编辑此数据库
• 下次再进入此软件时，通过双击完成连接、编辑操作

数据库操作

• 在连接的名称上右击，选择“新建数据库”，弹出窗口，并按提示填写

• 在数据库上右击，选择“删除数据库”可以完成删除操作

表操作

• 当数据库显示为高亮时，表示当前操作此数据库，可以在数据中创建表
• 一个实体对应一张表，用于存储特定结构的数据
• 点击“新建表”，弹出窗口，按提示填写信息

• 主键的名称一般为id，设置为int型，无符号数，自动增长，非空
• 自动增长表示由mysql系统负责维护这个字段的值，不需要手动维护，所以不用关心这个字段的具体值
• 字符串varchar类型需要设置长度，即最多包含多少个字符
• 点击“添加栏位”，可以添加一个新的字段
• 点击“保存”，为表定义名称

数据操作

• 表创建成功后，可以在右侧看到，双击表打开新窗口，如下图

• 在此窗口中可以增加、修改、删除数据

逻辑删除

• 对于重要数据，并不希望物理删除，一旦删除，数据无法找回
• 一般对于重要数据，会设置一个isDelete的列，类型为bit，表示逻辑删除
• 大于大量增长的非重要数据，可以进行物理删除
• 数据的重要性，要根据实际开发决定

使用命令连接

• 命令操作方式，在工作中使用的更多一些，所以要达到熟练的程度
• 打开终端，运行命令

  mysql -uroot -p
  回车后输入密码，当前设置的密码为mysql

• 连接成功后如下图

• 退出登录

  quit或exit

• 退出成功后如下图

• 登录成功后，输入如下命令查看效果

  查看版本：select version();
  显示当前时间：select now();

• 注意：在语句结尾要使用分号;

• 远程连接

• 一般在公司开发中，可能会将数据库统一搭建在一台服务器上，所有开发人员共用一个数据库，而不是在自己的电脑中配置一个数据库
• 运行命令

mysql -hip地址 -uroot -p

• -h后面写要连接的主机ip地址
• -u后面写连接的用户名
• -p回车后写密码

数据库操作

• 创建数据库

create database 数据库名 charset=utf8;v

• 删除数据库

  drop database 数据库名;

• 切换数据库

  use 数据库名;

• 查看当前选择的数据库

  select database();

  表操作

• 查看当前数据库中所有表

  show tables;

• 创建表

auto_increment表示自动增长

create table 表名(列及类型);
如：
create table students(
id int auto_increment primary key,
sname varchar(10) not null
);

•  修改表

  alter table 表名 add|change|drop 列名 类型;
  如：
  alter table students add birthday datetime;

• 删除表

drop table 表名;

• 查看表结构

  desc 表名;

• 更改表名称

rename table 原表名 to 新表名;

• 查看表的创建语句

  show create table '表名';

  数据操作

• 查询

  select * from 表名

• 增加

全列插入：insert into 表名 values(...)
缺省插入：insert into 表名(列1,...) values(值1,...)
同时插入多条数据：insert into 表名 values(...),(...)...;
或insert into 表名(列1,...) values(值1,...),(值1,...)...;

• 主键列是自动增长，但是在全列插入时需要占位，通常使用0，插入成功后以实际数据为准
• 修改

  update 表名 set 列1=值1,... where 条

• 删除

  delete from 表名 where 条件

• 逻辑删除，本质就是修改操作update

  alter table students add isdelete bit default 0;
  如果需要删除则
  update students isdelete=1 where ...;

  备份与恢复

  数据备份

• 进入超级管理员

  sudo -s

• 进入mysql库目录

  cd /var/lib/mysql

• 运行mysqldump命令

  ysqldump –uroot –p 数据库名 > ~/Desktop/备份文件.sql;
  按提示输入mysql的密码

  数据恢复

• 连接mysqk，创建数据库

• 退出连接，执行如下命令

mysql -uroot –p 数据库名 < ~/Desktop/备份文件.sql
根据提示输入mysql密码

总结

• 数据库解决的问题，E-R模型，三范式
• 图形界面操作数据库、表、数据
• 命令行操作数据库、表、数据

表查询简介

• 查询的基本语法

  select * from 表名;

• from关键字后面写表名，表示数据来源于是这张表
• select后面写表中的列名，如果是*表示在结果中显示表中所有列
• 在select后面的列名部分，可以使用as为列起别名，这个别名出现在结果集中
• 如果要查询多个列，之间使用逗号分隔

消除重复行

• 在select后面列前使用distinct可以消除重复的行

  select distinct gender from students;

条件

• 使用where子句对表中的数据筛选，结果为true的行会出现在结果集中
• 语法如下：

  select * from 表名 where 条件; 

比较运算符

• 等于=
• 大于>
• 大于等于>=
• 小于<
• 小于等于<=
• 不等于!=或<>
• 查询编号大于3的学生

select * from students where id>3;

• 查询编号不大于4的科目

select * from subjects where id<=4;

• 查询姓名不是“黄蓉”的学生

select * from students where sname!='黄蓉';

• 查询没被删除的学生

select * from students where isdelete=0;

逻辑运算符

• and
• or
• not
• 查询编号大于3的女同学

select * from students where id>3 and gender=0;

• 查询编号小于4或没被删除的学生

  select * from students where id<4 or isdelete=0;

模糊查询

• like
• %表示任意多个任意字符
• _表示一个任意字符
• 查询姓黄的学生

select * from students where sname like '黄%';

• 查询姓黄并且名字是一个字的学生

  select * from students where sname like '黄_';

• 查询姓黄或叫靖的学生

select * from students where sname like '黄%' or sname like '%靖%';

范围查询

• in表示在一个非连续的范围内
• 查询编号是1或3或8的学生

  select * from students where id in(1,3,8);

• between ... and ...表示在一个连续的范围内
• 查询学生是3至8的学生

select * from students where id between 3 and 8;

• 查询学生是3至8的男生

  select * from students where id between 3 and 8 and gender=1;

  空判断

• 注意：null与''是不同的
• 判空is null
• 查询没有填写地址的学生

select * from students where hometown is null;

• 判非空is not null
• 查询填写了地址的学生

  select * from students where hometown is not null;

• 查询填写了地址的女生

select * from students where hometown is not null and gender=0;

优先级

• 小括号，not，比较运算符，逻辑运算符
• and比or先运算，如果同时出现并希望先算or，需要结合()使用

聚合

• 为了快速得到统计数据，提供了5个聚合函数
• count(*)表示计算总行数，括号中写星与列名，结果是相同的
• 查询学生总数

  select count(*) from students;

• max(列)表示求此列的最大值
• 查询女生的编号最大值

  select max(id) from students where gender=0;

• min(列)表示求此列的最小值
• 查询未删除的学生最小编号

select min(id) from students where isdelete=0;

• sum(列)表示求此列的和
• 查询男生的编号之后

  select sum(id) from students where gender=1;

• avg(列)表示求此列的平均值
• 查询未删除女生的编号平均值

select avg(id) from students where isdelete=0 and gender=0;

分组

• 按照字段分组，表示此字段相同的数据会被放到一个组中
• 分组后，只能查询出相同的数据列，对于有差异的数据列无法出现在结果集中
• 可以对分组后的数据进行统计，做聚合运算
• 语法：

  select 列1,列2,聚合... from 表名 group by 列1,列2,列3...

• 查询男女生总数

select gender as 性别,count(*)
from students
group by gender;

• 查询各城市人数

  select hometown as 家乡,count(*)
  from students
  group by hometown;

  分组后的数据筛选

• 语法：

  select 列1,列2,聚合... from 表名
  group by 列1,列2,列3...
  having 列1,...聚合...

having后面的条件运算符与where的相同
• 查询男生总人数

方案一
select count(*)
from students
where gender=1;
-----------------------------------
方案二：
select gender as 性别,count(*)
from students
group by gender
having gender=1;

对比where与having

• where是对from后面指定的表进行数据筛选，属于对原始数据的筛选
• having是对group by的结果进行筛选

排序

• 为了方便查看数据，可以对数据进行排序
• 语法：

  select * from 表名
  order by 列1 asc|desc,列2 asc|desc,... 

• 将行数据按照列1进行排序，如果某些行列1的值相同时，则按照列2排序，以此类推
• 默认按照列值从小到大排列
• asc从小到大排列，即升序
• desc从大到小排序，即降序
• 查询未删除男生学生信息，按学号降序

select * from students
where gender=1 and isdelete=0
order by id desc;

• 查询未删除科目信息，按名称升序

  select * from subject
  where isdelete=0
  order by stitle;

  获取部分行

• 当数据量过大时，在一页中查看数据是一件非常麻烦的事情
• 语法

  select * from 表名
  limit start,count

• 从start开始，获取count条数据
• start索引从0开始

示例：分页

• 已知：每页显示m条数据，当前显示第n页
• 求总页数：此段逻辑后面会在python中实现
  • 查询总条数p1
  • 使用p1除以m得到p2
  • 如果整除则p2为总数页
  • 如果不整除则p2+1为总页数
• 求第n页的数据

select * from students
where isdelete=0
limit (n-1)*m,m

总结

• 完整的select语句

  select distinct *
  from 表名
  where ....
  group by ... having ...
  order by ...
  limit star,count

• 执行顺序为：
  • from 表名
  • where ....
  • group by ...
  • select distinct *
  • having ...
  • order by ...
  • limit star,count
• 实际使用中，只是语句中某些部分的组合，而不是全部