数据库约束及增删改查（CRUD）进阶-MySQL

文章目录

一、数据库约束
- 1.1 约束类型
- 1.2 NULL约束
- 1.3 UNIQUE：唯一约束
- 1.4 DEFAULT：默认值约束
- 1.5 PRIMARY KEY：主键约束
- 1.6 FOREIGN KEY：外键约束
- 1.7 CHECK 约束（了解）
二、表的设计
- 2.1 一对一
- 2.2 一对多
- 2.3 多对多
- 三、新增
四、查询
- 4.1 聚合查询
- - 4.1.1 聚合函数
  - 4.1.2 GROUP BY 子句
  - 4.1.3 HAVING
- 4.2 联合查询
- - 4.2.1 内连接
  - 4.2.2 外连接
  - 4.2.3 自链接
  - 4.2.4 子查询
  - 4.2.5 合并查询
五、重点总结

一、数据库约束

数据库约束：数据库会自动对数据的合法性进行校验检查的一系列机制，来保证数据库中能够避免插入或修改一些非法的数据。

1.1 约束类型

NOT NULL：指某列不能存储NULL值
UNIQUE：保证某列的值唯一
DEFAULT：是没有给列赋值时的默认值
PRIMARY KEY：NOT NULL 和 UNIQUE的结合，确保某列（或多个列的结合）有唯一标识，称之为主键
FOREIGN KEY：保证一个表中的数据匹配另一个表中的值的参照完整性
CHECK ：保证列中的值符合指定的条件

1.2 NULL约束

创建表时，指定某列不为空：

CREATE TABLE  student2(
	id int NOT NULL,
	sn int ,
	name varchar(20)
);

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1.3 UNIQUE：唯一约束

指定某个列的值是唯一的，会对插入和修改操作进行限制

DROP TABLE IF EXISTS student2;
CREATE TABLE  student2(
	id int NOT NULL,
	sn int UNIQUE,
	name varchar(20)
);

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1.4 DEFAULT：默认值约束

指定插入数据时，某个列没有赋值时有一个自定义的默认值“未知”，如果没有定义默认值，会使用MySQL自己定义的默认值 NULL。

DROP TABLE IF EXISTS student2;
CREATE TABLE  student2(
	id int NOT NULL,
	sn int UNIQUE,
	name varchar(20) DEFAULT '未知'
);

INSERT INTO student2 VALUES(1,10000,NULL);
INSERT INTO student2(id,sn) VALUES(2,10001);
INSERT INTO student2 VALUES(3,10002,'唐三藏');

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1.5 PRIMARY KEY：主键约束

指定某一列（或多个列的结合）为主键。对有主键的表来说，每次插入或修改数据，会先进行查询操作。

DROP TABLE IF EXISTS student2;
-- 指定id为主键
CREATE TABLE  student2(
	id int NOT NULL PRIMARY KEY,
	sn int UNIQUE,
	name varchar(20) DEFAULT '未知'
);

对于整数类型的主键，常搭配自增长 auto_increment来使用，插入数据对应字段不给值时，会自动分配，使用最大值+1；如果手动指定了id ，最大值也会更新

-- 主键是 NOT NULL 和 UNIQUE 的结合，可以不用 NOT NULL
id int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
-- NULL 是让数据库自行分配
INSERT INTO student2 VALUES
	(NULL,10000,'唐三藏'),
	(NULL,10001,'孙悟空'),
	(NULL,10002,'猪悟能');

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INSERT INTO student2 VALUES
	(5,10004,'宋江'),
	(NULL,10005,'武松');

在这里插入图片描述
拓展：
但是在这里 id 的自动分配有一定局限性。如果是单个mysql服务器，是没问题的；如果是分布式系统，有多个mysql服务器构成的集群，这时依靠自增主键就不行了。
分布式系统应用在面临的数据量很大（大数据），客户端的请求量比较大（高并发），一台服务器就搞不定了，需要多台服务器（分布式）。
一台服务器主机的硬盘空间有限，当有一个表或几个表，数据量特别大，就要使用分库分表来存储，如果这时需要插入一个商品，那商品id如何分配？如何保证存放商品的数据库中的id与其他的数据库id不重复呢？
分布式系统中有生成唯一id的算法，实现算法方式有很多，但又一个通用公式：分布式唯一id = 时间戳+机房编号/主机编号+随机因子（这里的+ 是字符串拼接，而不是算术相加）。
如果添加商品速度比较慢，直接使用时间戳就可以；但一个时间戳内要添加多个商品，是要落到不同的主机上，保证同一时间添加到不同主机上的上的商品编号是不同的，随机因子有概率生成相同因子，但概率很小，在一定范围内，误差很小可以忽略不计。

1.6 FOREIGN KEY：外键约束

外键用于关联其他表的主键或唯一键。
语法：

-- REFERENCES 英语有参考意思，在这里是说 列名1 参考其他表的 列名2，也就是说 列名1的值必须在列名2中出现过
-- 外键的值依赖于主键的值
FOREIGN KEY (列名1) REFERENCES 表名(列名2)

示例：创建班级表classes，id为主键

CREATE TABLE classes (
	id int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	name varchar(20),
	caparity int 
);

创建学生表student，一个学生对应一个班级，一个班级对应多个学生。使用id为主键，classes_id为外键，关联班级表id

CREATE TABLE student3 (
	stuId int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	stuNum int UNIQUE,
	stuName varchar(20) DEFAULT '未知',
	classesId int,
	FOREIGN KEY (classesId) REFERENCES classes(id)
);

-- 插入班级信息
INSERT INTO classes values(21070501,'软工一班',40),(21070502,'软工二班',40),(21070503,'软工四班',40);

-- 插入学生信息
INSERT INTO student3 values(410180,2107211001,'张三',21070501);

-- 在子表（参照表）执行插入和更新操作时会自动在相应的表进行查询是否已经存在，若不存在，操作就会失败
INSERT INTO student3 values(410181,2107211002,'李四',21070504);

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-- 在父表（被参照表），执行更新操作时，会自动查询被参照列的值是否被引用，若被引用，操作就会失败
UPDATE classes SET id = 21070504 where id = 21070501;

UPDATE classes SET name = '软一' where name = '软工一班';

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-- 在父表（被参照表），执行删除操作时，删除操作是删除满足条件的一行或多行记录的数据，只要涉及被参照列的值 被引用的操作都会失败（和上述表述基本相同）

delete from classes where name = '软工一班';

delete from classes where name = '软工四班';

在这里插入图片描述

如果要清空（delete）父表（被参照表），必须先将所有主键被引用的所有子表（参照表）中外键所在行的记录清空，删除表也是同样道理。

DELETE FROM student3;
DELETE FROM classes;

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1.7 CHECK 约束（了解）

MySQL使用时不报错，但忽略该约束。

DROP TABLE IF EXISTS student3;
CREATE TABLE student3 (
	stuId int PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	stuNum int UNIQUE,
	stuName varchar(20) DEFAULT '未知',
	stuSex varchar(1),
	CHECK (stuSex = '男' or stuSex ='女'),
	classesId int,
	FOREIGN KEY (classesId) REFERENCES classes(id)
);

二、表的设计

2.1 一对一

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2.2 一对多

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2.3 多对多

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创建课程表

CREATE TABLE course (
	id INT PRIMARY KEY auto_increment,
	name VARCHAR(20)
);

创建学生课程中间表，考试成绩表

CREATE TABLE score (
	id int PRIMARY KEY auto_increment,
	score DECIMAL(3, 1),
	student_id int,
	course_id int,
	FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),
	FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id)
);

三、新增

语法：

--  插入查询结果  要求列的个数和类型一一对应
INSERT INTO 表名[(列名[, 列名...])] SELECT ...

示例：创建一张用户表，设计有name姓名、email邮箱、sex性别、mobile手机号字段。需要把已有的
学生数据复制进来，可以复制的字段为name、stuSex

-- 创建用户表
CREATE TABLE user (
	id INT primary key auto_increment,
	name VARCHAR(20) comment '姓名',
	age int comment '年龄',
	email VARCHAR(20) comment '邮箱',
	sex varchar(1) comment '性别',
	mobile varchar(20) comment '手机号'
);
-- 将学生表中指定数据复制到用户表
insert into user(name, sex) select name, stuSex from student3

四、查询

4.1 聚合查询

4.1.1 聚合函数

常见的统计总数、计算平局值等操作，可以使用聚合函数来实现，常见的聚合函数有：
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示例：

COUNT

-- 统计student表里有多少个学生
select count(*) from student;

--统计有多少个id，值为 NULL 的不会被 COUNT 统计
select count(id) from student;

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--创建新的学生表，课程表，还有成绩表
create table course(
	id int primary key auto_increment comment '课程号',
	name varchar(20) comment '课程名'
);

create table student(
	id int  unique auto_increment comment '身份证号',
	sn int primary key comment '学号',
	name varchar(20) comment '姓名'
);

create table stu_grade(
	sn int comment '学号',
	course_Id int comment '课程号',
	grade decimal(3,1) comment '成绩',
	primary key (sn,course_Id),
	foreign key(sn) references student(sn),
	foreign key(course_Id) references course(id)
);

-- 插入数据
insert into student values(202311301,1001,'李四'),
		(202311302,1002,'张三'),
		(202311303,1003,'王五');
		
insert into course values(1,'计算机网络'),
		(2,'数据结构与算法'),
		(3,'计算机组成原理'),
		(4,'数据库系统概论');
		
insert into stu_grade values(1001,1,87.5),(1001,2,77),(1001,3,90),(1001,4,65.5);

insert into stu_grade values(1002,1,80),(1002,2,90.5),(1002,3,67),(1002,4,83.5);

insert into stu_grade values(1003,1,78.5),(1003,2,90.5),(1003,3,84),(1003,4,93);

--统计课程号为1的总成绩  
select sum(grade) from stu_grade where course_Id = 1;

--统计课程号为1的不及格（<60）的总分，没有结果返回NULL
select sum(grade) from stu_grade where course_Id = 1 and grade < 60;

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-- 统计课程号为1的平均成绩
select avg(grade) from stu_grade where course_Id = 1;

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-- 查找课程号为1的最高分
select max(grade) from stu_grade where course_Id = 1;

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-- 查找课程号为1的最低分
select max(grade) from stu_grade where course_Id = 1;

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4.1.2 GROUP BY 子句

group by 针对指定列进行分组，将值相同的分到同一组中，再对分的组使用聚合函数。
语法：

select column1 [, sum(column2), ..] from table group by column1,column3;

示例：

-- 查询每门课程的总成绩
select course_Id,sum(grade) from stu_grade group by course_Id;
-- 不使用聚合函数 ，查询的结果是一组的某个代表数据
select course_Id,grade from stu_grade group by course_Id;

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group by 往往要搭配聚合函数使用，否则查询结果就没有意义

4.1.3 HAVING

group by 子句进行分组以后，需要对分组结果再进行条件过滤时，不能使用where语句，而是用 having
示例：

-- 挑选出所有课程中总分最低于250的
select course_Id,sum(grade) from stu_grade group by course_Id having sum(grade) < 250;

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4.2 联合查询

实际开发中往往数据来自不同的表，所以需要多表联合查询。多表查询是对多张表的数据取笛卡尔积：
在这里插入图片描述
同时，联合查询可以对表取别名
以上述4.1创建的course、student、stu_grade 三张表及插入的数据为例

4.2.1 内连接

语法：

select 字段 from 表1 别名1 [inner] join 表2 别名2 on 连接条件 and 其他条件;
select 字段 from 表1 别名1,表2 别名2 where 连接条件 and 其他条件;

示例：

-- 查询学生李四的每门课程的成绩
select student.sn,student.name,course.name,grade from student,course,stu_grade 
	where student.sn = stu_grade.sn and
	stu_grade.course_Id = course.id and 
	student.name ='李四';

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4.2.2 外连接

外连接分为左外连接和右外连接。如果联合查询，左侧的表完全显示我们就说是左外连接；右侧的表完全显示我们就说是右外连接。
语法：

-- 左外连接，表1完全显示
select 字段 from 表名1 left join 表名2 on 连接条件;
-- 右外连接，表2完全显示
select 字段 from 表名1 right join 表名2 on 连接条件;

-- 插入一条没有考试的学生的信息
insert into student values(202311304,1004,'王麻子');
-- 查找所有学生的成绩--要求没有考试的学生也要显示出来
select student.sn,name,course_Id,grade from student left join stu_grade on student.sn = stu_grade.sn;

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4.2.3 自链接

自连接是指在同一张表连接自身进行查询
示例：

-- 查询 计算机网络成绩比数据结构与算法好的学生信息和成绩

-- 先查询 计算机网络 比 课程 数据结构与算法 的课程号
select id,name from sourse where name ='计算机网络' or name ='数据结构与算法';

-- 查询计算机网络成绩比数据结构与算法成绩高的信息
select s1.sn,s1.grade '计算机网络',s2.grade '数据结构与算法'
		from stu_grade s1,stu_grade s2 
		where s1.course_Id = 1 and
		s2.course_Id = 2 and
		s1.sn = s2.sn and
		s1.grade > s2.grade;

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以上查询只显示了成绩信息，并且是分布执行的，要显示学生及成绩信息且用一条语句实现：

select  student.*,s1.grade '计算机网络',s2.grade '数据结构与算法'            
	from student,stu_grade as s1,stu_grade as s2 ,course as c1,course as c2
	where student.sn = s1.sn and
	s1.sn = s2.sn and 
	c1.name = '计算机网络' and 
	c2.name = '数据结构与算法' and
	s1.course_Id = c1.id and
	s2.course_Id = c2.id and
	s1.grade > s2.grade;

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4.2.4 子查询

子查询是指嵌入在其他sql语句中的select语句，也叫嵌套查询

单行子查询：返回一行记录的子查询
示例：查询上数据结构与算法课程的同学

select student.sn,student.name from student,stu_grade 
	where student.sn = stu_grade.sn and
	stu_grade.course_Id = (select id from course where course.name ='数据结构与算法');

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多行子查询：返回多行记录的子查询
示例：查询计算机网络或计算机组成原理课程的成绩信息

使用(not) in 关键字

-- 用 in 关键字
 select * from stu_grade where course_id in (
          select id from course where name='计算机网络' or name='计算机组成原理');

– 用 not in 关键字
select * from score where course_id not in (
select id from course where name!=‘语文’ and name!=‘英文’);
```

使用(not)exists 关键字（了解）

-- 使用 exists
select * from stu_grade where exists (
        select course_Id from course where (name='计算机网络' or name='计算机组成原理') and id = course_Id);
-- 使用 not exists
select * from stu_grade where not exists (
	     select course_Id from course where (name !='计算机网络' and name !='计算机组成原理') and id = course_Id);

在from子句中使用子查询：子查询语句出现在from子句中。这里要用到数据查询的技巧，把一个子查询当做一个临时表使用（了解）

4.2.5 合并查询

在实际应用中，为了合并多个select的执行结果，可以使用集合操作符 union，union all。使用UNION 和 UNION ALL时，前后查询的结果集中，字段需要一致

union
该操作符用于取得两个结果集的并集。使用该操作符会自动去掉结果集中的重复行
示例：查询课程号小于3或者名字为数据库系统概论的课程

select * from course where id < 3 union select * from course where name = '数据库系统概论';

--使用 or 实现
select * from course where id < 3 or name = '数据库系统概论';

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union all
该操作符用于取得两个结果集的并集。使用该操作符时不会去掉结果集中的重复行
示例：查询课程号小于3或者名字为数据结构与算法的课程

select * from course where id < 3 union all select * from course where name = '数据结构与算法';

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五、重点总结

数据约束
1. NULL约束——使用NOT NULL 指定列不为空
2. UNIQUE唯一约束——指定列唯一，不重复
3. DEFAULT默认值约束—— 指定列为空时的默认值
4. PRIMARY KEY主键约束——NOT NULL 和UNIQUE的结合
5. FOREIGN KEY 外键约束——关联其他表的主键或唯一键 foreign key(列) references 其他表(列)
6. CHECK约束(了解)——保证列中的值符合指定条件，例：check (sex =‘男’ or sex=‘女’)
表的关系
1. 一对一
2. 一对多
3. 多对多
新增

– select 的列的数量和类型与插入的要保持一致
insert into 表名 [ 列1, [列2, ,…] ] select …

查询
1. 聚合函数：COUNT，SUM，AVG，MAX，MIN，
2. 分组查询：GROUP BY … HAVING…（用于分组后进行条件过滤）
3. 内连接：
select … from 表1，表2 where 条件
select … from 表1 [inner] join 表2 on 条件
1. 外连接
left 左外连接，表1 全部显示，如果表2没有，对应列置空
select … from 表1 left / right join 表2 on 条件

right 右外连接，表2 全部显示，如果表1没有，对应列置空
select … from 表1 left / right join 表2 on 条件
1. 自连接
select … from 表1 ，表1 where 条件
select … from 表1 join 表1 on 条件
1. 子查询（嵌套查询）
– 单行子查询
select … from 表 where 列 = (select … from …)
– 多行子查询
select … from 表 where 列 in (select … from …)
– from 中的子查询 — 临时表
select … from 表（select … from …）as tmp where 条件
1. 合并查询（可以合并不同的表）
– union：去除重复数据的合并查询，以第1个select 查询的列作为合并后的首要的列
select … from … where 条件 union select … from … where 条件

– union all：不去除重复数据的合并查询
select … from … where 条件 union all select … from … where 条件