SQL - Wprowadzenie

Język SQL stanowi najbardziej popularny mechanizm definiowania poleceń i zapytań i modyfikacji w relacyjnych systemach baz danych.
Słowo SQL jest skrótem angielskim od Structure Query Language, tj. języka zapytań strukturalnych.
Podstawowy rdzeń języka SQL jest implementacją algebry relacji, ale zawarte są w nim również elementy daleko odbiegające od tego,
co można odnaleźć w algebrze relacji, np. możliwości agregowania danych (np. sumy i podliczanie), a także możliwość modyfikowania bazy danych.

Istnieje wiele różnych dialektów języka SQL.
Najważniejsze z nich są dwa standardy: ANSI (American National Standard Institute) SQL oraz zmodyfikowany w 1992 roku standard SQL-92, czyli SQL2.
W trakcie ustaleń znajduje się kolejna rozszerzona wersja tych standardów o nazwie SQL3, która poza elementami SQL2 zawiera wiele nowości, takich jak
rekurencja, wyzwalacze i obiekty. A poza tym istnieją wersje języka SQL implementowane przez producentów oprogramowania systemowego baz danych.
Są one zgodne ze standardem ANSI, a w wielu miejscach również ze standardem SQL2, ale każde z nich zawiera wiele własnych koncepcji modyfikujących
ten drugi standard, a czasami te koncepcje są zgodne z bieżącym stanem znajdującego się na etapie inkubacji standardu SQL3.

Język SQL jest niezależnym językiem zapytań, który dostarcza możliwości interaktywnego zadawania zapytań do bazy danych
oraz określania żądań modyfikowania danych. SQL jest językiem wysokiego poziomu do manipulowania danymi
o niewielkiej liczbie instrukcji a o dużych możliwościach. Dzięki temu można w bardzo zwarty sposób programować systemy użytkowe,
bazy danych lub wykorzystywać język SQL w trybie interakcyjnym.

Zapytania w języku SQL

Najprostsza postać zapytania w języku SQL służy do wybierania krotek pewnej relacji, które spełniają określone w zapytaniu warunek.
Taki typ zapytania stanowi odpowiednik operatora selekcji w algebrze relacji.
Takie najprostsze zapytanie jak zresztą prawie wszystkie zapytania w tym języku, konstruuje się za pomocą trzech charakterystycznych
dla SQL słów kluczowych: SELECT, FROM i WHERE.

Składnia instrukcji SELECT

Instrukcją wykorzystywaną do wyprowadzania informacji umieszczonych w tablicach języka SQL jest instrukcja SELECT o składni:

SELECT <klauzula>

        [INTO <klauzula>]

        FROM <klauzula>

        [WHERE <klauzula>]

        [GROUP BY <klauzula>]

        [HAVING <klauzula>]

        [UNION <instrukcja SELECT>...]

        [ORDER BY <klauzula>/FOR UPDATE OF <klauzula>]

        [SAVE TO TEMP <klauzula>];

Przykład

Najprostszym wyprowadzeniem wyspecyfikowanych kolumn pojedynczej tablicy jest postać:

SELECT materiał, ilość

    FROM Ilość;

Z tablicy Ilość zostaną wyprowadzone zawartości kolumn: materiał i ilość.

Przykład

Jeżeli mają być wyprowadzane wszystkie kolumny tablicy, wówczas w instrukcji SELECT należy podać znać gwiazdki
(podawane w kolejności występowania w tablicy). Dla wyprowadzania tylko różnych wierszy z tablicy
po instrukcji SELECT (lecz przed kolumnami) należy zastosować opcję DISTINCT.

SELECT DISTINCT *

    FROM Numer;

Zostaną wyprowadzone wszystkie różne wiersze tablicy Numer

Przykład

Podstawowa postać instrukcji SELECT

SELECT <kolumny>

    FROM <tablice>

    WHERE <warunek>;

Przykład

SELECT materiał, ilość

    FROM Ilość

    WHERE materiał = „szyby”;

Po wykonaniu takiego rozkazu z tablicy Ilość zostaną wyselekcjonowane tylko te wiersze,
które w kolumnie materiał posiadają opis szyby oraz wyświetlone zostają tylko 2 kolumny: materiał i ilość.

Operatory

Operatory, które mogą być wykorzystywane w opcji WHERE zawiera poniższa tabela:

 

Porównywane wartości muszą być zgodnych typów (typy SMALLINT, INTEGER, DECIMAL, NUMERIC i FLOAT są wszystkie ze sobą zgodne).

W warunku umieszczonym w opcji WHERE mogą występować następujące operatory logiczne: NOT, AND oraz OR
(z priorytetem takim jak kolejność występowania).

Przykład

SELECT *

    FROM Numer

    WHERE nr > 100 AND mistrz = „Wiśniewski”;

Pod uwagę są brane wszystkie kolumny z tablicy Numer. Zastaną wyprowadzone zawartości tych wierszy,
dla których nr jest większe od 100 i nazwisko mistrza jest Wiśniewski.

Wyrażenia

Wyrażenia są zapisami operacji, które mogą być wykonane na obiektach języka.
Wyrażenia mogą zawierać kombinację kolumn, operatorów arytmetycznych (+,-,/,*,**,^),
stałych (numerycznych, logicznych i tekstowych) oraz zmiennych.
W wyrażeniach mogą występować również operatory „+” oraz „-” do wykonywania operacji na łańcuchach tekstowych.

Kolejność obliczania wyrażenia wynika z priorytetów poszczególnych operatorów lub może być sterowana przez nawiasy.
Wyrażenia podają wartość logiczną (prawdy lub fałszu), wartość numeryczną lub łańcuch tekstowy.

Wyrażenia mogą być stosowane w następujących sytuacjach:

§  Do wprowadzenia opisu kolumny informacyjnej w tablicy wynikowej instrukcji SELECT;

§  Do definicji nowej kolumny obliczeniowej w klauzuli instrukcji SELECT;

§  Do definicji warunku w klauzuli WHERE;

§  Do definicji wyrażenia w klauzuli HAVING.

Przykład

SELECT materiał, cena, cena*10,”(cena dziesięciokrotna)”

    FROM Cena;

Zostaną wyprowadzone zawartości kolumn: materiał oraz cena, a obok nich wartości dwóch wyrażeń:
wyrażenia pierwszego zawierającego cenę pomnożoną przez 10 oraz wyrażenia drugiego zawierającego tekst: (cena dziesięciokrotna).

Funkcje agregujące języka SQL

COUNT()     zlicza liczbę wybranych wierszy;

SUM()         sumuje wartości w kolumnach numerycznych;

MIN()         znajduje minimalną wartość tekstową, typu daty lub numeryczną;

MAX()         znajduje maksymalną wartość;

AVG()         oblicza średnią wartość w kolumnach numerycznych.

Funkcje agregujące wykonują obliczenia na wszystkich wartościach danej kolumny (lub wszystkich kolumn) w tablicy,
perspektywie, tablicy wynikowej lub też grupie wierszy zdefiniowanych przez klauzulę GROUP BY lub HAVING.
Wynikiem wykonywanej funkcji jest pojedyncza wartość.

Przykład

SELECT COUNT(*)

     FROM Ilość;

Zostanie podana liczba wszystkich materiałów wydanych z magazynu.

Przykład

SELECT COUNT(*)

    FROM Numer

    WHERE mistrz = „Kowalski”;

Zostanie podana liczba kwitów magazynowych wydanych dla mistrza Kowalskiego.

Przykład

SELECT SUM(ilość)

    FROM Ilość;

Zostanie wyprowadzona liczba wszystkich wydanych materiałów z magazynu.

Przykład

SELECT MAX(ilość), MIN(ilość)

    FROM Ilość;

Zostanie wyprowadzona maksymalna i minimalna ilość wydanego materiału z magazynu.

Przykład

SELECT COUNT(DISTINCT mistrz)

    FROM Numer;

Zostanie wyprowadzona liczba wszystkich mistrzów.

Predykaty BETWEEN, IN oraz LIKE

Umożliwiają one odpowiednie wysterowanie opcji WHERE instrukcji SELECT. Działanie tych predykatów jest następujące:

BETWEEN     testuje wartość z pewnego zakresu;

IN               sprawdza, czy dana wartość znajduje się na liście wartości;

LIKE           porównuje tekstową kolumnę z podanym łańcuchem tekstowym.
Przy pomocy specjalnych znaków można wysterować, i
le znaków może być nieokreślonych w porównywanym łańcuchu: „?” (tylko jeden znak), „*” (kilka znaków).

Przykład

WHERE nr BETWEEN 100 AND 900;

WHERE mistrz IN(„Kowalski”, „Wiśniewski”);

WHERE mistrz LIKE „Wiśniews*”;

Uporządkowanie wyprowadzanej informacji

Wiersze tablicy wyprowadzane są przez instrukcję SELECT, w takiej kolejności, w jakiej są ułożone w tablicy.
Do zmiany tej kolejności służy klauzula ORDER BY postaci:

ORDER BY <kolumna/nr> [ASC/DESC]

          [,<kolumna/nr> [ASC/DESC] ...];

Kolumny wyszczególnione w klauzuli ORDER BY muszą być również wyszczególnione w klauzuli SELECT.
Zamiast nazwy kolumny można podać jej numer kolejny w klauzuli SELECT.
Opcja ASC powoduje wyprowadzenie w kolejności niemalejącej, a DESC w kolejności nierosnącej.

Przykład

SELECT DISTINCT mistrz

     FROM Numer

     ORDER BY mistrz ASC;

Wybiera z tablicy Numer różne nazwiska mistrzów i układa je w kolejności alfabetycznej.

Przykład

SELECT *

     FROM Numer

     ORDER BY mistrz ASC, nr DESC;

Z tablicy numer zostają wyprowadzone wszystkie kolumny.
Wiersze zostaną ustawione w kolejności alfabetycznej wg nazwiska mistrza a wartości kolumny nr w kolejności malejącej.

Przykład

SELECT *

    FROM Numer

    WHERE nr > 3

        ORDER BY mistrz DESC;

Grupowanie rekordów

Dwie klauzule instrukcji SELECT, GROUP BY i HAVING pozwalają ustawiać wiersze w grupy,
co umożliwia zmianę zakresu funkcji agregujących ze wszystkich wierszy z tablicy do wszystkich wierszy w grupie.

Klauzula GROUP BY układa wiersze w grupy, w których określona kolumna ma tą samą wartość,
a następnie redukuje tą grupę do pojedynczego wiersza w tablicy wynikowej. Kolumna wyszczególniona w klauzuli SELECT musi być zawarta w klauzuli GROUP BY i odwrotnie.

Klauzula HAVING podaje warunek, który musi spełniać każda grupa wyszczególniona w klauzuli GROUP BY, aby mogła znaleźć się w tablicy wynikowej.

Przykład

SELECT COUNT(nr), mistrz

    FROM Numer

    GROUP BY mistrz

    HAVING COUNT(nr) > 1

    ORDER BY mistrz;

Zostaną wyprowadzone te nazwiska mistrzów, dla których liczba wydanych kwitów jest większa niż 1.

Klauzula UNION

W języku SQL istnieje możliwość połączenia tablic wynikowych dwóch lub więcej instrukcji SELECT.
 Powtarzające się wiersze są usuwane. Łączone tablice wynikowe powinny być zgodne,
to znaczy powinny mieć taką samą liczbę kolumn o zgodnych typach.
Nazwy kolumn w różnych tablicach mogą być różne.
W ostatniej łączonej instrukcji można zamieścić klauzulę ORDER BY, w której muszą występować numery kolumn a nie ich nazwy.

Przykład

SELECT DISTINCT mistrz

    FROM Numer

        UNION

SELECT DISTINCT kierownik

    FROM Kierownicy

        UNION

SELECT DISTINCT robotnik

    FROM Robotnicy

    ORDER BY 1;

Wyprowadza nazwiska wszystkich pracowników w kolejności alfabetycznej.

Klauzula INTO

Klauzulę INTO wykorzystuje się do zapamiętania wyników zapytania w zmiennych (wyniki te muszą być pojedynczymi wartościami).

Przykład

SELECT SUM(ilość)

    INTO x

    FROM Ilość;

W zmiennej x zostanie zapamiętana suma ilości wydanych materiałów.

Operacja połączenia

Operacja połączenia dwóch tablic

Operacja połączenia jest jedną z podstawowych operacji wykorzystywanych w językach manipulowania danymi.
W języku SQL operację tę realizuje się przy pomocy instrukcji SELECT.

Przykład

SELECT Numer.nr, mistrz, wydział

    FROM Numer, Wydział

    WHERE Numer.nr = Wydział.nr;

Powyższa instrukcja dokonuje połączenia dwóch tablic Numer i Wydział.
Najpierw wyszczególnione są kolumny z dwóch łączonych tablic, które powinny się znaleźć w tablicy wynikowej.
Przy kolumnie nr należy podać jeszcze nazwę tablicy, ponieważ kolumna ta występuje w dwóch łączonych tablicach.
W opcji FROM podaje się nazwy łączonych tablic, a w opcji WHERE warunek, który muszą spełniać wiersze obu tablic,
aby się znaleźć w tablicy wynikowej. Wiersze, które nie spełniają tego warunku, nie znajdą się w tablicy wynikowej.

Przykład

SELECT Numer.nr, mistrz, wydział

    FROM Numer, Wydział;

Powyższa instrukcja realizuje operację tzw. naturalnego połączenia, w której nie jest sprawdzany żaden warunek. T
ablice łączone są w ten sposób, że każdy wiersz pierwszej tablicy łączony jest z wierszem drugiej tablicy. Warto zwrócić uwagę, że taka operacja połączenia nie jest celowa.

Przykład

W opcji WHERE, w której podaje się warunek wykorzystywany w operacji połączenia można również podać warunek, który ogranicza wiersze tablicy wynikowej.

SELECT Numer.nr, mistrz, wydział

    FROM Numer, Wydział

    WHERE Numer.nr = Wydział.nr AND Numer.nr > 3;

Operacja połączenia więcej niż dwóch tablic

W języku SQL można łączyć więcej niż dwie tablice. Dokonuje się tego tak jak poprzednio przy pomocy instrukcji SELECT,
z tym, że dla każdej tablicy należy podać warunek, według którego będą łączone wiersze.

Przykład

SELECT Numer.nr, mistrz, wydział, Ilość.materiał, cena, ilość

    FROM Numer, Wydział, Ilość, Cena

    WHERE Numer.nr = Wydział.nr AND Wydział.nr = Ilość.nr

        Ilość.materiał = Cena.materiał;

Powyższa instrukcja powoduje połączenie w tablicy wynikowej wszystkich tablic rozważanej bazy danych: Numer, Wydział, Ilość, Cena.

Zapytania zagnieżdżone w języku SQL

Zapytania zagnieżdżone można podzielić na dwie grupy:

§  Zapytania zagnieżdżone podające pojedynczą wartość;

§  Zapytania zagnieżdżone podające kilka wartości z jednej kolumny.

Zapytania zagnieżdżone podające pojedynczą wartość

Przykład

SELECT cena

    FROM Cena

    WHERE materiał =

        (SELECT materiał

        FROM Ilość

        WHERE nr = k);

Zostanie wyprowadzona cena materiału, którego kwit magazynowy ma numer równy wartości zmiennej k.

Przykład

W instrukcji SELECT można wykorzystywać również funkcje agregujące do podania pojedynczej wartości.

SELECT materiał

    FROM Cena

    WHERE cena >

        (SELECT AVG(cena)

             FROM Cena);

Zostaną określone materiały, których cena jest większa od przeciętnej ceny materiałów.

Zapytania zagnieżdżone podające kilka wartości

W języku SQL można wykorzystać zapytania zagnieżdżone, które podają kilka wartości z jednej kolumny.
Do interpretacji tych wartości wykorzystuje się słowa kluczowe IN, ANY, lub ALL.

Słowo kluczowe IN służy do sprawdzenia, czy wartość wyrażenia umieszczonego w klauzuli WHERE
zawiera się w zbiorze wartości podawanych przez wewnętrzną instrukcję SELECT.

Przykład

SELECT *

    FROM Numer

    WHERE nr IN

        (SELECT nr

             FROM Wydział

             WHERE wydział = k);

Zostaną wyprowadzone nazwiska mistrzów pracujących na k-tym wydziale i numery ich kwitów magazynowych.

Przykład

Słowo kluczowe ANY służy do sprawdzania, czy warunek umieszczony w klauzuli WHERE jest prawdziwy
dla dowolnej wartości podawanej przez wewnętrzną instrukcję SELECT.

SELECT mistrz

    FROM Numer

    WHERE nr = ANY

        (SELECT nr

        FROM Ilość

        WHERE materiał = nazwa);

Wewnętrzna instrukcja SELECT podaje wszystkie numery kwitów magazynowych wydanych przy pobraniu materiału,
którego nazwa jest umieszczona w zmiennej nazwa. Słowo kluczowe ANY powoduje wyprowadzanie nazwisk mistrzów,
dla których numer kwitu jest jednym z numerów zdefiniowanych przez wewnętrzną instrukcję SELECT.

Przykład

Słowo kluczowe ALL służy do sprawdzania, czy warunek umieszczony w klauzuli WHERE jest prawdziwy
dla wszystkich wartości podawanych przez wewnętrzną instrukcję SELECT.

SELECT DISTINCT materiał

    FROM Ilość

    WHERE ilość > ALL

        (SELECT ilość

        FROM Ilość

        WHERE nr <k);

Zostaną podane nazwy materiałów, których wydane ilości są większe od wszystkich wydanych il
ości materiałów o numerach mniejszych od k.

Przykład

SELECT mistrz

    FROM Numer

    WHERE nr IN

        (SELECT nr

        FROM Wydział

        WHERE wydział = 1 AND nr > 2);

Zostaną wyprowadzone nazwiska mistrzów, którzy pracują na pierwszym wydziale i numery kwitów magazynowych
wydanych dla nich materiałów są większe od 2.

Zapytania wielokrotne

W języku SQL zapytania mogą być zagnieżdżone jedno w drugim. Zapytania takie nazywamy zapytaniami wielokrotnymi.

Przykład

SELECT mistrz

    FROM Numer

    WHERE nr IN

        (SELECT nr

        FROM Ilość

        WHERE materiał =

             (SELECT materiał

             FROM Cena

             WHERE cena >

                 (SELECT AVG(cena)

                 FROM Cena)));

Zostaną wyprowadzone nazwiska mistrzów, którzy pobrali materiały o cenie większej od przeciętnej ceny materiałów.

Predykat IS NULL

Predykat IS NULL umieszczony w klauzuli WHERE podaje wartość prawdy lub fałszu w zależności od tego,
czy zapytanie wewnętrzne wyprowadza jakąś wartość. Jeżeli zapytanie wewnętrzne wyprowadza wartość,
to predykat IS NULL podaje wartość prawdy, w przeciwnym przypadku wartość fałszu.

Zapytania skorelowane

W języku SQL można zadawać również tzw. zapytania skorelowane.
Polegają one na tym, że z zapytania zewnętrznego jest przekazywana do zapytania wewnętrznego pewna wartość,
dla której jest wykonywane zapytanie wewnętrzne.
W przypadku wykorzystywania w obu zapytaniach tej samej tablicy należy podać obok nazwy tablicy jej nazwę dodatkową.

Przykład

SELECT *

    FROM Zarobki Z1

    WHERE zarobek =

        (SELECT MAX(zarobek)

        FROM Zarobki Z2

        WHERE Z1.wydział = Z2.wydział);

Powyższa instrukcja spowoduje wyprowadzenie nazwisk mistrzów o maksymalnych zarobkach na danym wydziale.
Zapytanie zewnętrzne przekazuje do zapytania wewnętrznego numer wydziału.
Na tej podstawie zapytanie wewnętrzne oblicza maksymalny zarobek oddzielnie dla każdego wydziału.

Wstawianie, usuwanie i edycja wierszy za pomocą SQL

Wstawianie nowego wiersza

Oprócz wyszukiwania informacji w już istniejących tablicach język SQL daje nam możliwość zmiany ich zawartości.
I tak, aby dodać nowy wiersz do naszej tablicy musimy posłużyć się następującą klauzulą:

INSERT INTO <nazwa tablicy>

     [(lista kolumn)]

    VALUES (<lista wartości>);

Lista kolumn nie musi występować, podane wartości są wtedy wprowadzane do wszystkich kolumn w kolejności ich występowania w tablicy.

Przykład

INSERT INTO Ilość

    VALUES (1, „deski”, 20);

Przy odpowiednim wykorzystaniu klauzuli SELECT możliwe jest przekopiowanie wybranych przez nas wierszy z jednej tablicy do drugiej.

INSERT INTO <nazwa tablicy>

     [(lista kolumn)]

    <instrukcja SELECT>;

Przykład

INSERT INTO Ilość

    SELECT *

        FROM Ilosc_1

        WHERE materiał= „deski”;

W tym przykładzie zostaną przekopiowane wszystkie wiersze z tablicy Ilosc_1 odpowiadające selekcji do tablicy Ilość.

Usuwanie wierszy

Oprócz możliwości wstawiania wierszy język SQL udostępnia także możliwość usuwania wierszy, które spełniają zadany warunek.

DELETE

    FROM <nazwa tablicy>

     [<alias>] WHERE <warunek>;

Przykład

DELETE

     FROM Ilość

     WHERE materiał = „okna”;

Edycja istniejących wierszy

Aby zmienić opis już istniejącego wiersza nie musimy się uciekać do usuwania i dodawania,
ponieważ SQL daje nam możliwość edytowania istniejących wierszy.

UPDATE <nazwa tablicy> / <nazwa perspektywy>

    SET <nazwa kolumny> = <wyrażenie>

    [,<nazwa kolumny> = <wyrażenie> ...]

    [WHERE <warunek>];

Przykład

UPDATE Ilość

     SET ilość = 100

     WHERE nr = 23;

Podana instrukcja zmieni zawartość kolumny ilość na 100 w wierszach, które w kolumnie nr posiadają wartość 23.

Dodawanie kolumn w tablicy

To kolejna z możliwości języka SQL – udostępnia narzędzie, które pozwoli nam dodać kolumnę do już istniejącej tablicy.

ALTER TABLE <nazwa tablicy>

    ADD (<nazwa kolumny> <typ danych>

    [,<nazwa kolumny> <typ danych> ...]);

Przykład

ALTER TABLE Ilość

    ADD (mistrz CHAR(15));

Po wykonaniu tej instrukcji zostanie dodana kolumna typu znakowego o maksymalnej długości 15 znaków o nazwie mistrz.