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

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...`

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。

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

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`

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'`

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

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'}
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"}'
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'
XML类型

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

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

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"}'`

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

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

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
);

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：

操作符/函数	描述	示例
`ARRAY[...]`	创建数组	`SELECT ARRAY[1, 2, 3];`
`ANY (array)`	判断值是否在数组中	`SELECT 2 = ANY('{1, 2, 3}');`
`@>`	数组包含另一个数组	`SELECT '{1, 2, 3}'::int[] @> '{1, 2}';`
`<@`	数组是另一个数组的子集	`SELECT '{1, 2}'::int[] <@ '{1, 2, 3}';`
`array_length(array, n)`	获取数组的长度	`SELECT array_length('{1, 2, 3}', 1);`
`unnest(array)`	将数组展开为行	`SELECT unnest('{1, 2, 3}'::int[]);`
array_remove	删除数组中某个值	UPDATE users SET favorite_numbers = array_remove(favorite_numbers, '40')

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

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）。
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。
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';