Язык реляционных запросов SQL. Структура запросов.

 

 

SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных.

SQL является информационно-логическим языком, а не языком программирования. SQL основывается на реляционной алгебре.

Язык SQL делится на три части:

· операторы определения данных (Data Definition Language, DDL)

· операторы манипуляции данными (Data Manipulation Language, DML)

· операторы определения доступа к данным (Data Control Language, DCL)

Преимущества:

· Независимость от конкретной СУБД. Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL-запросов, содержащие DDL и DML, могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую.

· Наличие стандартов. Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка.

· Декларативность. С помощью SQL программист описывает только какие данные нужно извлечь или модифицировать. То, каким образом это сделать решает СУБД непосредственно при обработке SQL запроса.

Недостатки:

· Несоответствие реляционной модели данных. Создатель реляционной модели данных Эдгар Кодд, Кристофер Дейт и их сторонники указывают на то, что SQL не является истинно реляционным языком. В частности они указывают на следующие проблемы SQL:

· Повторяющиеся строки

· Неопределённые значения (nulls)

· Явное указание порядка колонок слева направо

· Колонки без имени и дублирующиеся имена колонок

· Отсутствие поддержки свойства «=»

· Использование указателей

· Высокая избыточность

· Сложность. Хотя SQL и задумывался как средство работы конечного пользователя, в конце концов, он стал настолько сложным, что превратился в инструмент программиста.

· Отступления от стандартов. Несмотря на наличие международного стандарта ANSI SQL-92, многие компании, занимающиеся разработкой СУБД вносят изменения в язык SQL, применяемый в разрабатываемой СУБД, тем самым отступая от стандарта. Таким образом, появляются специфичные для каждой конкретной СУБД диалекты языка SQL.

· Сложность работы с иерархическими структурами. Ранее SQL не предлагал стандартного способа манипуляции древововидными структурами. Некоторые поставщики СУБД предлагали свои решения. Например, Oracle использует выражение «CONNECT BY». В настоящее время в качестве стандарта принята рекурсивная конструкция «WITH».

Условно команды SQL можно разделить на четыре группы:

· команды определения данных;

· команды манипулирования данными;

· команды управления данными;

· команды управления транзакциями.

Язык SQL допускает три типа синтаксических конструкций, начинающихся с ключевого слова SELECT: спецификация курсора (cursor specification), оператор выборки (select statement) и подзапрос (subquery). Основой всех них является синтаксическая конструкция "табличное выражение (table expression)". Семантика табличного выражения состоит в том, что на основе последовательного применения разделов from, where, group by и having из заданных в разделе from таблиц строится некоторая новая результирующая таблица, порядок следования строк которой не определен и среди строк которой могут находиться дубликаты.

Спецификация курсора

<cursor specification>::= <query expression> [<order by clause>]

Наиболее общей является конструкция "спецификация курсора". Курсор - это понятие языка SQL, позволяющее с помощью набора специальных операторов получить построчный доступ к результату запроса к БД. К табличным выражениям, участвующим в спецификации курсора, не предъявляются какие-либо ограничения. При определении спецификации курсора используются три дополнительных конструкции: спецификация запроса, выражение запросов и раздел ORDER BY.

Спецификация запроса

<query specification>::= (SELECT [ALL | DISTINCT] <select list> <table expression>)

В спецификации запроса задается список выборки (список арифметических выражений над значениями столбцов результата табличного выражения и констант). В результате применения списка выборки к результату табличного выражения производится построение новой таблицы, содержащей то же число строк, но вообще говоря другое число столбцов, содержащих результаты вычисления соответствующих арифметических выражений из списка выборки. Кроме того, в спецификации запроса могут содержаться ключевые слова ALL или DISTINCT. При наличии ключевого слова DISTINCT из таблицы, полученной применением списка выборки к результату табличного выражения, удаляются строки-дубликаты; при указании ALL (или просто при отсутствии DISTINCT) удаление строк-дубликатов не производится.

Выражение запросов

<query expression>::= <query term> | <query expression> UNION [ALL] <query term>

Выражение запросов - это выражение, строящееся по указанным синтаксическим правилам на основе спецификаций запросов. Единственной операцией, которую разрешается использовать в выражениях запросов, является операция UNION (объединение таблиц) с возможной разновидностью UNION ALL. Таблицы-операнды выражения запросов должны содержать одно и то же число столбцов, и соответствующие столбцы всех операндов должны быть одного и того же типа. Выражение запросов вычисляется слева направо с учетом скобок. При выполнении операции UNION производится обычное теоретико-множественное объединение операндов, т.е. из результирующей таблицы удаляются дубликаты. При выполнении операции UNION ALL образуется результирующая таблица, в которой могут содержаться строки-дубликаты.

Раздел ORDER BY

Наконец, раздел ORDER BY позволяет установить желаемый порядок просмотра результата выражения запросов. Синтаксис ORDER BY следующий:

<order by clause>::= ORDER BY <sort specification>[{,<sort specification>}...]

<sort specification>::= {<unsigned integer> | <column specification>} [ASC | DESC]

Как видно из этих синтаксических правил, фактически задается список столбцов результата выражения запросов, и для каждого столбца указывается порядок просмотра строк результата в зависимости от значений этого столбца (ASC - по возрастанию (умолчание), DESC - по убыванию). Столбцы можно задавать их именами в том и только в том случае, когда (1) выражение запросов не содержит операций UNION или UNION ALL и (2) в списке выборки спецификации запроса этому столбцу соответствует арифметическое выражение, состоящее только из имени столбца. Во всех остальных случаях в разделе ORDER BY должен указываться порядковый номер столбца в таблице-результате выражения запросов.

Раздел HAVING — необязательный (опциональный) параметр оператора SELECT для указания условия на результат агрегатных функций (MAX, SUM, AVG, …).

HAVING <условия> аналогичен WHERE <условия> за исключением того, что строки отбираются не по значениям столбцов, а строятся из значений столбцов указанных в GROUP BY и значений агрегатных функций, вычисленных для каждой группы, образованной GROUP BY.

Необходимо, чтобы в SELECT были заданы только требуемые в выходном потоке столбцы, перечисленные в GROUP BY и/или агрегированные значения. Распространённая ошибка — указание в SELECT столбца, пропущенного в GROUP BY.

Если параметр GROUP BY в SELECT не задан, HAVING применяется к «группе» всех строк таблицы, полностью дублируя WHERE (допускается не во всех реализациях стандарта SQL).

SELECT DepartmentName, COUNT (*)

FROM employee,department

WHERE employee.DepartmentID = department.DepartmentID

GROUP BY DepartmentName

HAVING COUNT (*)>1;

Раздел GROUP BY

Группирует выбранный набор строк для получения набора сводных строк по значениям одного или нескольких столбцов или выражений в SQL Server 2012.Возвращается одна строка для каждой группы. Агрегатные функции в списке <select> предложения SELECT предоставляют информацию о каждой группе, а не об отдельных строках. (Пример выше)

Оператор выборки

<select statement>::= SELECT [ALL | DISTINCT] <select list> INTO <select target list> <table expression>

Оператор выборки - это отдельный оператор языка SQL/89, позволяющий получить результат запроса в прикладной программе без привлечения курсора. Поэтому оператор выборки имеет синтаксис, отличающийся от синтаксиса спецификации курсора, и при его выполнении возникают ограничения на результат табличного выражения. Фактически, и то, и другое диктуется спецификой оператора выборки как одиночного оператора SQL: при его выполнении результат должен быть помещен в переменные прикладной программы. Поэтому в операторе появляется раздел INTO, содержащий список переменных прикладной программы, и возникает то ограничение, что результирующая таблица должна содержать не более одной строки. Соответственно, результат базового табличного выражения должен содержать не более одной строки, если оператор выборки не содержит спецификации DISTINCT, и таблица, полученная применением списка выборки к результату табличного выражения, не должна содержать более одной несовпадающих строк, если спецификация DISTINCT задана.

Подзапрос

<subquery>::= (SELECT [ALL | DISTINCT] <result specification> <table expression>

Наконец, последняя конструкция SQL/89, которая может содержать табличные выражения, - это подзапрос, т.е. запрос, который может входить в предикат условия выборки оператора SQL. В SQL/89 к подзапросам применяется то ограничение, что результирующая таблица должна содержать в точности один столбец. Поэтому в синтаксических правилах, определяющих подзапрос, вместо списка выборки указано "выражение, вычисляющее значение", т.е. арифметическое выражение. Поскольку подзапрос всегда вложен в некоторый другой оператор SQL, то в качестве констант в арифметическом выражении выборки и логических выражениях разделов WHERE и HAVING можно использовать значения столбцов текущих строк таблиц, участвующих в (под)запросах более внешнего уровня.