T-SQL基礎（一）之簡單查詢

名詞解釋

SQL: Structured Query Language，結構化查詢語言，是一種在關系型數據庫中用於管理數據的標准語言。SQL是一種聲明式編程語言，即只需表明需要什么而無需關注實現細節（C#中的LINQ也是如此）。

SQL方言：在SQL標准的基礎上延伸的其它語言，如SQL Server中所使用的T-SQL。注意SQL方言未必完全支持所有的SQL標准。

T-SQL:Transact-SQL，微軟公司提供的用於SQL Server數據庫的SQL方言（擴展）。

SQL表達式運算

謂詞

SQL中謂詞是指運算結果為True,False或Unknown的邏輯表達式。T-SQL中的謂詞有IN，BETWEEN，LIKE等。

使用LIKE可以做模糊匹配，支持正則表達式：

-- 查找以x開頭的name
SELECT name FROM Xfh.dbo.UserInfo WHERE name LIKE 'x%';

-- 查找以兩個x開頭的name，_表示匹配單個字符
SELECT name FROM Xfh.dbo.UserInfo WHERE name LIKE '_x%';

 

需要注意的是，LIKE模糊匹配若以%開頭，則無法使用所用。如：LIKE '%x'

運算符

SQL中的運算符與高級編程語言（C#,JAVA）類似。當多個運算符出現在同一表達式中時，SQL Server會按照運算符的優先級進行計算。當搞不清楚優先級就使用括號，對比下面兩句SQL：

SELECT orderid FROM Sales.dbo.Orderes 
WHERE 
    custid=1 AND empid IN (1,2,3) 
    OR
    custid=85 AND empid IN  (4,5,6)


SELECT orderid FROM Sales.dbo.Orderes 
WHERE 
    (custid=1 AND empid IN (1,2,3)) 
    OR 
    (custid=85 AND empid IN  (4,5,6))

 

AND運算符的優先級高於OR，所以上述兩句SQL在邏輯上等價。但，很明顯第二句的WHERE條件邏輯上更清晰。

三值邏輯

SQL中表達式的運算結果有三種情況：True,False 與 Unknown。

在查詢篩選中，只返回條件表達式（WHERE、HAVING、ON）運算結果為True的數據。

CHECK約束，返回表達式運算結果不為False的結果。

兩值邏輯

與T-SQL中的大多數謂詞不同，EXISTS使用兩值邏輯（True/False），而不是三值邏輯；

在EXISTS( SELECT * FROM T_A WHERE Id=12)中，EXISTS謂語只關心匹配行是否存在，而不管SELECT中指定的屬性，就像整個SELECT子句是多余的一樣。SQL Server引擎在優化查詢時會忽略SELECT子句。所以，SELECT子句中的星號（*）對於性能沒有任何負面影響。

為節省微不足道的與星號（*）解析相關的額外成本，而犧牲代碼可讀性是不值得的。

NULL & Unknown

NULL表示值是Unknown狀態，SQL中不同的語言元素對於NULL有着不同的處理方式。

在使用NULL值時應注意以下幾點：

• 將NULL與其它值進行比較，不管該值是否為NULL，結果均為Unknown

• 應使用IS NULL或IS NOT NULL來判斷值是否為NULL

• INSERT未給列指定值則插入NULL

• GROUP BY和ORDER BY子句會將多個NULL值視為相等

• 標准SQL的UNIQUE約束將NULL是為彼此不同

• T-SQL中的UNIQUE約束認為多個NULL是相等的

• COUNT(*)的特殊性

  若列名為tag的例中存在a,NULL,c,d幾行數據，那么COUNT(*)返回4而COUNT(tag)則返回3

NULL參與的邏輯運算結果很可能是Unknown（三值邏輯也是引發應用錯誤的重要原因），除非運算結果不依賴於Unknown，示例如下。

Unknown參與AND運算結果：

Expression 1	Expression 2	Result
TRUE	UNKNOWN	UNKNOWN
UNKNOWN	UNKNOWN	UNKNOWN
FALSE	UNKNOWN	FALSE

Unknown參與OR預算結果：

Expression 1	Expression 2	Result
TRUE	UNKNOWN	TRUE
UNKNOWN	UNKNOWN	UNKNOWN
FALSE	UNKNOWN	UNKNOWN

查詢

SQL中的查詢是指，SELECT語句經過一些列邏輯處理而獲取數據的過程。

幾條建議：

• SQL中的關鍵字均使用大寫字母

• SQL語句均使用分號結尾

• SQL中使用對象的完全限定名，如：DbName.dbo.TableName

查詢語句執行順序

SQL中查詢語句的邏輯處理過程與實際查詢過程（物理查詢過程）是有差異的，即，SELECT語句的執行順序與書寫順序是有差異的。按照SELECT語法規定書寫的SQL語句較為符合英語語法習慣（對人類友好），但SELECT語句的實際執行則按照如下順序進行（對機器友好）：

• FROM
• JOIN ON
• WHERE
• GROUP BY
• HAVING
• SELECT
• 表達式
• DISTINCT
• ORDER BY
• TOP/OFFSET FETCH

OFFSET FETCH可以看作是ORDER BY子句的一部分

⚠️ SQL基於集合理論，查詢結果集（表結果）是無順尋的（雖然看起來結果集像按照某種順序排列），除非顯式的使用ORDER BY子句指定順尋，但使用ORDER BY字句后結果集將被作為游標對待，而非表結果。

FROM子句用於指定需要查詢的數據源，WHERE語句對數據源中的數據做基於行的篩選。通常WHERE子句可以決定查詢是否使用索引，及使用哪些索引，對於查詢優化有着重要意義。

GROUP BY子句用於對查詢結果集進行分組，GROUP BY之后的所有操作都是對組而非行的操作。在查詢結果中，每組最終由一個單行來表示。這意味着，GROUP BY之后的所有子句中指定的表達式必須對每組返回一個標量（單個值）。

HAVING用於對GROUP BY產生的組進行篩選。

SELECT語句用於指定返回到查詢結果集中的列，生成查詢結果表。注意，在SELECT子句之前執行的子句無法使用SELECT子句中的列的別名，否則會返回Invalid column name錯誤。

TOP不是標准SQL，是T-SQL專有功能，用於限制查詢返回的指定行數或百分比：

-- 返回Table中的10條數據
SELECT TOP(10) * FROM Table;

-- 返回Table中10%的數據
SELECT TOP(10) PERCENT * FROM Table;

 

OFFSET-FETCH有着與TOP類似的功能，但它是標准SQL，可用於分頁查詢：

-- 取第51至60行的10條數據
SELECT * FROM Table
ORDER BY Id DESC
OFFSET 50 ROWS FETCH NEXT 10 ROWS ONLY;

 

注意SQL SERVER中，OFFSET-FETCH要與ORDER BY結合使用，否則會報錯：

Invalid usage of the option NEXT in the FETCH statement.

同時操作

SQL中有all-at-once operations（同時操作）的概念，即出現在同一邏輯處理階段的所有表達式在同一時間進行邏輯計算。

因為同時操作的原因，下面示例中orderyear+1中的oderyear是無效的，SQL會報錯：Invalid column name 'orderyear'：

SELECT orderid,YEAR(orderdate) AS orderyear,orderyear+1 AS nextyear FROM Sales.dbo.Orders;

 

同樣，由於同時操作的原因，SQL Server不支持短路操作。如，WHERE子句中的多個表達式的計算並沒有確定的順序。

CASE...WHEN...

CASE表達式是標量表達式，返回一個符合條件的值。注意，CASE是表達式，不是語句，與COUNT類似。

CASE表達式有兩種使用方式：

• CASE后面帶有列名

SELECT 
Name,
CASE Age
    WHEN 70 THEN '雙慶'
    WHEN 50 THEN '知天命'
    ELSE '未成年'
END
FROM WJChi.dbo.UserInfo;

 

• CASE后面不帶列名

SELECT 
Name,
CASE 
    WHEN Name='雪飛鴻' THEN '666'
    WHEN Age=70 THEN '雙慶'
    WHEN Age>=18 THEN '成年'
    ELSE '你猜'
END
FROM Xfh.dbo.UserInfo;

 

CASE表達式中若為指定ELSE的返回值，則默認為ELSE NULL。

查詢分類

查詢可分為：

• 單表查詢

  查詢中最簡單的一種形式。高並發，分布式系統中常用。通常單表查詢僅需一句SELECT語句即可，簡單且數據庫

• 聯接查詢

  INNER JOIN、LEFT JOIN、RIGHT JOIN、CROSS JOIN

• 子查詢

  SQL可以在一個查詢語句中編寫另外一個查詢語句，即嵌套查詢。最外面的查詢結果集返回給調用者，稱為外部查詢。內部查詢的結果集被用於外部查詢，稱為子查詢。

• 表表達式

  派生表、公用表表達式、視圖等

聚合函數

聚合函數對多行數據進行運算后返回標量（聚合），只有SELECT、HAVING、ORDER BY語句中可以使用聚合函數；

開窗函數

開窗函數是對基本查詢中的每一行按組（窗口）進行運算，並得到一個標量。行的窗口使用OVER子句定義。

鎖與事務隔離級別

SQL Server默認情況下，查詢語句會申請共享鎖。共享鎖可以阻止對數據進行修改，詳細信息可參閱：SQL Server中鎖與事務隔離級別

小結

相較於增刪改而言，查詢是比較復雜的，也是數據庫優化的關注重點。本文主要介紹了T-SQL查詢的基礎知識，對於較為復雜的查詢，如：關聯、表表達式、集合運算等將在后續文章中介紹。

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《SQL SERVER 2012 T-SQL 基礎教程》
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