第10讲：利用SQL语言实现关系代数操作

一、实现并、交、差运算

1. 基本语法形式：子查询 [union [all] | intersect [all] | except [all] 子查询]

    ①意义：将关系代数中的∪、∩、- 分别用union、intersect、except来代替

    ②不带all：删除重复的元组

    ③带all：保留重复的元组

【示例】假设子查询1的一个元组出现m次，子查询2的一个元组出现n次，则该元组在：

• 子查询1 union all 子查询2        // 出现m+n次
• 子查询1 intersect all 子查询2   // 出现min(m,n)次
• 子查询1 except all 子查询2      // 出现max(0, m-n)次

2. SQL并运算

【示例1】求学过002号课的同学或学过003号课的学生的学号：

• select S# from SC where C# = '002' union select S# from SC where C# = '003';
• select S# from SC where C# = '002' or C# = '003';

【示例2】已知两个表Customers(CID, Cname, City, Discnt)和Agents(AID, Aname, City, Percent)，求客户所在的或者代理商所在的城市：

• select City from Customers union select City from Agents;
  

3. SQL交运算

    ①intersect运算符并未增强SQL的表达能力，即没有intersect，SQL也可以通过其他方式表达相同的查询需求

    ②但intersect更方便表达查询需求，同时也增加了SQL语言的不唯一性

【示例】求既学过002号课，又学过003号课的学生的学号：

• select S# from SC where C# = '002' intersect select S# from SC where C# = '003';
• select S# from SC where C# = '002' and S# in (select S# from SC where C# = '003');

4. SQL差运算

    ①except运算符也未增强SQL的表达能力，即没有except，SQL也可以通过其他方式表达相同的查询需求

    ②但except更方便表达查询需求，同时也增加了SQL语言的不唯一性

【示例】假定所有学生都有选课，求没学过002号课程的学生的学号：

• select DISTINCT S# from SC except select S# from SC where C# = '002';  // 所有学生 减掉 学过002号课的学生
• select DISTINCT S# from SC SC1 where not exists (select * from SC where C# = '002' and S# = SC1.S#);

二、空值的处理

1. 空值概述

    ①空值：不知道、不存在或无意义的值。

    ②空值不能参与算术、比较或逻辑运算，但现行的DBMS做出了一些新规定：

• 如果null参与算术运算，则该算术表达式的值为null
• 如果null参与比较运算，则结果可视为false，在SQL-92中可看成unknown

    ③如果简单地将空值按默认值处理，则会影响聚集函数运算的正确性。

• 如果null参与聚集运算，则除count(*)之外的其他聚集函数都将忽略null

2. 空值检测

    ①语法形式：is [not] null

    ②语义：判断指定列的值是否为空值

    ③除is [not] null之外，空值不满足任何查找条件

【示例】找出年龄值为空的学生姓名：

• select Sname from Student where Sage is null;  // 不能写成"= null"，因为空值是不能进行运算的

三、实现连接运算

1. 前言

    ①关系代数操作中有连接运算，其中分为θ-连接和外连接

    ②之前学过的SQL语句都是在from子句后接多个表名来实现连接运算的

2. SQL的高级语法中引入了内连接和外连接运算

    ①语法形式：from 表名1 [natural] [inner | {left | right | full} [outer]] join 表名2 {on 连接条件 | using (列名 [, 列名 ... ])}

    ②上述连接运算由两部分构成：连接类型、连接条件

• 连接类型(四者选一)：inner join、left outer join、right outer join、full outer join
• 连接条件(三者选一)：natural、on 连接条件、using (列名 [, 列名 ... ])

    ③inner join：即关系代数中的θ-连接运算

    ④left/right/full outer join：即关系代数中的左/右/全外连接运算

    ⑤natural：即自然连接，出现在结果关系中的两个连接关系的元组在公共属性上取值相等，且公共属性只出现一次

    ⑥on 连接条件：即θ-连接，出现在结果关系中的两个连接关系的元组取值满足连接条件，且公共属性出现两次

    ⑦using(列名 [, 列名 ...])：(列名 [, 列名 ... ])是两个连接关系的公共属性的子集，元组需在(列名 [, 列名 ... ])上取值相等，且这些属性只出现一次

• 示例：select Teacher.T#, Tname, Cname from Teacher inner join Course on Teacher.T# = Course.T# order by Teacher.T#;

【示例】求所有教师的任课情况并按教师号排序（没有任课的教师也需列在表中）：

• select Teacher.T#, Tname, Cname from Teacher left outer join Course on Teacher.T# = Course.T# order by Teacher.T#;