delete form r;
(3)修改关系结构
给关系r增加属性A，其类型为D。
alter table r add A D;
删除关系中的属性。
alter table r drop A;
3 SQL查询的基本结构
在讲解前，先放下后续会用到的一些表(除此外还有department，emp这种简单的表结构)。
3.1 单关系查询
查询并去重。
SELECT DISTINCT ename FROM emp;
SQL还允许显示指定不去重,但它是可以缺省的元素。
SELECT ALL ename FROM emp;
可以结合+,-,*,/运算符来使用select子句。
SELECT ename, salary \* 1.1 FROM emp;
where子句可以增加查询条件。
select \* from emp where sal between 2000 and 3000;
在SQL中，比较运算符>,<等等可以用来比较字符串、算数表达式以及特殊类型(如日期)。
3.2 多关系查询
我们可以在where子句中指定匹配条件，然后进行多关系查询。
select
e.empno,e.ename,d.dname,e.deptno,d.deptno
from
emp e,dept d
where e.deptno=d.deptno;
上面的实例给关系取了别名，这是区分不同关系中的同名属性的好办法。
事实上查询时，select,from,where子句并不是顺序执行的。正确的理解如下。
1.为from所列出的关系产生笛卡尔积。
2.在1的结果上应用where子句中指定的谓词。
3.对步骤2的结果中的每个元组，输出select子句中指定的属性(或表达式的结果)。
可以料想到，where子句十分关键，否则结果会直接输出笛卡尔积，那可是相当大的数据量
4 附加的基本运算
4.1 更名运算
对属性可以使用更名运算进行更名。
SELECT emp_department AS edept FROM emp;
还可以用它来重命名关系，重命名关系的一个原因时把一个长的关系名替换成为短的。
select
e.empno,e.ename,d.dname,e.deptno,d.deptno
from
emp as e,dept as d
where e.deptno=d.deptno;
除此外，一个关系与自身进行笛卡尔积运算也需要使用重命名。比如找出至少比运维部门某一位员工工资更高的所有员工姓名。
select distinct T.name
from emp as T,emp as S
where T.sal > S.sal and S.deptname = '运维部';
4.2 字符串运算
在SQL标准中，字符串的相等运算是大小写敏感的。但是在一些数据库中(如Mysql和SQL Server)，在匹配字符串时并不区分大小写。
字符串可以应用许多函数运算，比如连接字符串(||),提取子串，去字符串后空格trim等等。不同数据库系统提供的函数集是不同的，具体可以查阅数据库系统手册。
使用like可以进行模糊匹配。有两个特殊的字符串可以用来描述模式。
- 百分号
%:匹配任意字串 - 下划线
_：匹配任意一个字符
模式是大小写敏感的(Mysql中除外，PostgreSQL使用ilike大小写也不敏感)。
另外，为了能够使模式包含特殊字符(%和_),SQL允许使用escape关键字定义转义字符。如。
like 'ab\%cd% escape '\'表示匹配以'ab%cd开头的所有字符。
SQL标准还允许我们通过not like比较运算符来搜索不匹配想。一些实现还提供了不区分大小写的变种。
一些SQL实现，特别是PostgreSQL，提供了similar to运算。它具备比like更强大的模式匹配能力，其模式定义语法类似UNIX中使用的正则表达式。
4.3 排序
使用order by关键字就可以实现排序了。desc表示降序，asc表示升序，缺省时默认升序。
select
empno, ename
from emp
where
hiredate between date '1980-01-01' and date '1981-01-01'
order by empno desc;
5 集合运算
SQL作用在关系上的union、intersect和except运算对应数学集合论中的∪、∩、-。
5.1 并运算
union会去重。
(select deptno from emp)
union
(select deptno from dept
order by deptno);
注意，上面使用()是为了方便阅读，如果数据库不允许使用可以去掉。
不想去重则可以使用union all
5.2 交运算
这个过程是如此的枯燥。
(select deptno from emp)
intersect
(select deptno from dept
order by deptno);
同理，insect all可以保留重复项。
5.3 差运算
(select deptno from emp)
except
(select deptno from dept
order by deptno);
同理，except all可以保留重复项。
6 空值
空值给包括算数运算、比较运算和集合运算在内的关系运算带来了特殊的问题。
比如，如果算术表达式的任一输入值为空，则该算术表达式(如+,-,*，/)结果为空。
对比较运算，这也是一个问题。考虑比较运算1<null的结果，这是true还是false呢？我们并不知道空值是什么，所以很难进行比较。因而SQL将任何设计空值的比较运算结果视为unknown。
由于where子句中的谓词可以对比较结果进行and,or和not的布尔运算，因此这些布尔运算的定义也被拓展成可以处理unknown值。
- and。true and unknown结果为unknown, false and unknown结果是unknown.而unknown and unknown的结果是unknown。
- or。true or unknown的结果是true，false or unknown的结果是unknown,而unknown or unknown的结果是unknown。
- not。not unknown的结果是unknown.
tips:尝试理解上面的规则。不用死记硬背。
可以使用is null和is not null来判空和判非空。还可以使用is unknown和is not unknown来判断一个比较运算的结果是否为unknown,例如
select name
from instructor
where salary > 1000 is unknown;
注意，在使用select distinct时。重复元素如果都是空，会被判为相同去重。这与谓词中的处理有区别，因为在谓词中null = null会返回unknown。
如果元组上所有属性上取值相等，那么他们会被当做相同的元组，即使某些值为空，这种方式还适用与集合的并、交、和差运算。
7 聚集函数
聚集函数是以值集为输入并返回单个值的函数，SQL标准提供了五个标准聚集函数。平均值avg,最小值min,最大值max,总和sum和计数count。其中sum和avg必须输入数字集，但是其他运算符可以作用在非数字类型的集合上。
7.1 基本聚集
先求个平均工资
select avg(salary) as avg_salary
from instructor
where dept_name = 'Comp.Sci';
注意，在求平均值时，重复值是必要的，如果先对数据进行了去重操作，求出来的平均工资就不正确了。
如果确实需要在使用聚集函数前对数据去重，可以使用distinct关键字。
select count(distinct ID)
from teachers
where semester = 'Spring' and year = 2018;
使用count(*)可以统计一个关系中的元组数量。
7.2 分组聚集
有时候我们不仅希望将聚集函数作用在单个元组集上，而且希望将其作用在一组元组集上。在SQL上可以使用group by实现。在group by子句中可以给出一个或者多个属性用来构造分组。在分组(group by)子句中所有属性上取值相同的元组会被分在一个组内。
考虑一个示例，找出每个系的平均工资。
select deptname, avg(salary) as avg_salary
from instructor
group by dept_name;
使用聚集函数的一个重要的点是，任何没有出现在group by子句中的属性，如果出现在select子句中，它只能作为聚集函数的参数。比如，下面的查询是错误的，因为ID没有出现在group by子句中，但是出现在了select子句中，而且没有被聚集。
/\* 错误查询 \*/
select deptname, ID,avg(salary) as avg_salary
from instructor
group by dept_name;
总结来说就是，select子句中的属性只能是分组条件相关属性和聚集函数。这是因为一个特定分组的每个教师都可以有唯一的ID，但是每个分组只输出一个元组，那就无法确定要选择哪个元组值作为唯一输出。
7.3 having子句
有时候，对分组的限定条件比对元组的限定条件更有用。比如，我们只对教师的平均工资超过42000美元的那些系感兴趣，这个条件并不针对单个元组，而是针对group by子句构成的每个分组。我们可以使用having子句做到这些。SQL在形成分组以后才应用having子句中的谓词，因此在having子句中可以使用聚集函数。
select dept_name,avg(salary) as avg_salary
from instructor
group by dept_name
having avg(salary) > 42000;
与select子句类似，任何出现在having子句中，但是没有被聚集的属性必须出现在group by子句中。
7.4 对空值和布尔值的聚集
考虑如下查询:
select sum(salary)
from instructor;
如果有教师的薪资是null，SQL将忽略其值。在聚集函数中，除count(*)外的所有函数都会忽略输入集合中的空值。由于空值被忽略，聚集函数的输入值集合可能为空集，规定空集的count运算值为0，其它所有聚集运算会返回一个空值，在一些更加复杂的SQL结构中空值的影响会更加难以捉摸。
在SQL1999中引入了布尔数据类型，它可以取true，false和unknown三种值，聚集函数some和every可以应用于布尔值的集合，并分别计算这些值取(or)和取(and）的结构。
8 嵌套子查询
8.1 集合成员资格
使用in可以测试集合成员资格，使用not in可以测试集合资格的缺失，其实就是可以粗浅的理解为过滤。比如查询2017年秋季的课程，在看看他们是不是也是2018年的春季的课程集合中的成员，你当然可以使用交运算完成，但你也可以使用嵌套子查询实现。注意下面使用了distinct。
select distinct course_id
from section
where semester = 'Fall' and year = 2017 and
course_id in
(select course_id
from section
where semester = 'Srping' and year = 2018);
8.2 集合比较
之前我们有一个查询时"找出工资至少比运维部某员工的工资要高的所有员工的姓名"。之前的做法是，
select distinct T.name
from emp as T,emp as S
where T.sal > S.sal and S.deptname = '运维部';
但是我们可以使用some关键字，结合子查询实现同样的操作。
select name from emp where sal > some
(select sal
from emp where department = '运维部‘)；
还有另外一个关键字all代表所有也常常用于集合比较。练习找出平均工资最高的系。
select dept_name
from instructor
group by deptname
having avg(salary) >= all
(select avg(salary) from instructor group by dep_tname);
写起来好舒服的。
8.3 空关系测试
SQL中包含一个特性，测试一个子查询的结果是否存在元组，exist结构在作为参数的子查询非空时返回true值。我们可以用它实现"找出2017年秋季学期和2018年春季学期都开课的所有课程"。
select course_id from section as S
where semester = 'Fall' and year = 2017 and
exist(select \*
from section as T
where semester = 'Spring' and year = 2018 and
S.course_id = T.course_id);
实际上它并不是特别好理解，注意比较与in在写法上的区别。上面的查询还说明了SQL的一个特性：来自外层的查询相关名称(上述查询中的S)可以用在where子句的子查询中。
使用了来自外层查询的相关名称的子查询被称为相关子查询。
在包含了子查询的查询中，在相关名称上可以应用作用域规则，根据此规则，在一个子查询中只能使用此子查询本身定义的，或者包含此子查询的任何查询中定义的相关名称，如果一个相关名称既在子查询中局部定义，有在包含该子查询的查询中全局定义，则局部定义有效。这有点类似编程语言中的局部变量的规则。
上面的相关子查询是不是觉得怪别扭的。怎么理解呢？我们来分析下它的执行步骤。
先看一个简单的例子。
select \* from emp e
where sal >(select avg(sal) from emp where job = e.job);
1.首先执行外查询 select * from emp e，
2.然后取出第一行数据，将数据中的JOB传递给内查询
内查询(select avg(sal) from emp where job = e.job) 根据外查询传递的JOB来查询平均工资，此时相当于select avg(sal) from emp where job = ‘CLERK’;
3.外查询取出的第一行数据比较sal是否大于内查询查出的平均工资，若大于，则保留改行作结果显示，反之则不保留
4.依次逐行查询、比较、是否保留；类似Java的for循环一样
在回过头看上面语句的执行步骤
select course_id from section as S
where semester = 'Fall' and year = 2017 and
exist(select \*
from section as T
where semester = 'Spring' and year = 2018 and
S.course_id = T.course_id);
执行步骤：
执行第一行，查询section表符合semester = 'Fall’以及 year = 2017的course_id值
2.然后取出外查询的第一行数据，此时S.course_id相当于明牌。找到符合semester = ‘Spring’ 和 year = 2018 两个条件，且course_id与外层查询相同的课程，有则返回true，没有则返回false。
3.内查询返回true时，则把该行数据结果保留，返回false时，则不保留
理解了吧。
自然，也存在not exist。可以用它表达超集的概念，比如”关系A包含关系B“可以表示为
not exist (B except A),现在通过not exist实现"找出选修了Biology系开设的所有课程的所有学生"。
是不是觉得一头雾水，别着急，我们先翻译下题意，题目换一种表达方式就是，找出选修的课程包含Biology的所有课程的学生。
发现A包含B结构了吗？学生选修的课程是A，Biology系开设的所有课程是B。
select S.ID,S.name
not exist
(select course_id from course
where dept_name = 'Biology')
except
(select T.course_id
from take as T
where S.ID = T.ID)
再来，我们前面提到了一个查询，“找出选修了ID为10101的教师所讲授的课程段的(不同)学生总数”。
回顾下我们之前怎么做的？我们使用了in判断集合成员资格的形式进行了实现。核心套路是，大范围是否在小范围里。
select count(distinct ID)
from takes
where (course_id,sec_id,semester,year) in (select course_id,sec_id,semester,year
from teaches
where teaches.ID='10101');
现在用子查询来做看看。核心套路是，先查后筛，先查所有课程的参与学生数，再筛选器教师是否为10101，其时间段是否一致。
select count(distinct ID)
from takes
where exist (select course_id,sec_id,semester,year
from teaches
where teaches.ID='10101'
and takes.course_id = teaches.course_id
and takes.sec_id = teaches_sec_id
and takes.semester = teaches_semester
and takes.year = teaches.year
);
8.4 重复元组存在性测试
unique可以检测结果是否存在重复元组。找出2017年最多开设一次的所有课程。
select T.course_id
from course as T
where unique (select R.course_id
from section as R
where T.course_id = R.course_id and
R.year = 2017
);
当然，not unique也是存在的。查询2017年最少开设两次的所有课程。
select course_id
from course as T
where not unique
(select R.course_id
from section AS R
where T.course_id = R.course_id and
R.year = 2017
);
值得注意的是，即使存在一个元组存在多个副本，只要该元组至少有一个属性为空，那么unique测试结构就有可能为真。
8.5 from子句中的子查询
前面的子查询都是在where子句中使用的，下面介绍在from子句中使用子查询。这里采用的主要观点是:任何select-from-where表达式返回的结果都是关系，因此可以被插入到另一个select-from-where表达式出现的任何位置。
考虑查询"找出系平均工资超过42000美元的那些系的教师平均工资"，先回顾下之前的做法。
select depet_name,avg(salary)
from instructor group by dept_name having avg(salary) > 42000;
现在我们不使用having子句来编写此查询。
select dept_name,avg_salary
from (select dept_name,avg(salary) as svg_salary
from instructor
group by dept_name)
where avg_salary > 42000;
看起来还挺好理解的，无非是做查询和过滤两件事。我们还可以把子查询的结果关系起个名称，并对属性进行重命名。
select dept_name,avg_salary
from
select dept_name,avg(salary)
from instructor
group by dept_name
as dept_avg(dept_name,avg_salary)
where avg_salary > 42000;
大部分(并非全部)的SQL实现都支持在from子句中嵌套子查询，但请注意，某些SQL实现(如MYSQL和PostgreSQL)要求from子句中的每个子查询的结果关系必须被命名，即使此名称从来未被引用，Oracle允许(以省略关键字as的方式)对子查询的结果关系命名，但不支持对此关系的属性进行更名。对此问题的一种简单的应对措施是在子查询的select子句中对属性进行更名。
另外举一个栗子，“找出所有系中所有教师工资总额最大的系”。此时having子句无能为力了，但是from子查询它还行。
select max(sum_sal) from
select dept_name,sum(salary) as sum_sal
from instructor
group by dept_name;
from嵌套子查询并不能够使用来自同一from子句的其他关系的相关变量。从SQL：2003开始的SQL标准允许from子句中的子查询使用关键字lateral作为前缀，以便访问同一个from子句中在它前面的表或者子查询的属性。例如，如果我们想打印每位教师的姓名，以及它们的工资和他们所在系的平均工资，可以编写如下查询。
select name,salary,avg_salary
from instructor I1,lateral (select avg(salary) as avg_salary
from instructor I2
where I2.dept_name = I1.dept_name);
如果没有lateral查询子句，子查询就不能访问来自外层查询的相关变量I1。
8.6 with子句(SQL:1999)
with子句提供了一种定义临时关系的方式，这个定义只对包含with子句的查询有效。考虑下面的查询，找出具有最大预算值的那些系。
with max_budget(value) as
(select max(budget)
from department)
select budget
from department,max_budget
where department.budget = max_budget.value;
神奇吧。
该查询中with子句定义了临时关系max_budget,此关系只能在同一查询的后面部分使用。with子句是在SQL:1999中引入的。有许多(但非所有)数据库系统对其提供了支持。
我们也可以使用from子句或者where子句中的嵌套子查询编写上述查询，但是嵌套子查询远不如上面的with子句逻辑清晰。它还允许一个查询内的多个地方使用这种临时关系。比如要找出工资总额大于所有系平均工资总额的所有系。
with dept_total (dept_name,value) as
(select dept_name,sum(salary)
from instructor
group by dept_name),
dept_total_avg as
(select avg(value)
from dept_total)
select dept_name
from dept_total,dept_total_avg
where depet_total.value > dept_total_avg.value;
是不是简单，清晰，好理解！
8.7 标量子查询
SQL允许子查询出现在返回单个值的表达式能够出现的任何地方，只要该子查询只返回一个包含单个属性的元组，这样的子查询成为标量子查询。举个栗子，列出所有的系以及每个系中的教师总数。
网上学习资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，遇到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提升。
一个人可以走的很快，但一群人才能走的更远！不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人，都欢迎加入我们的的圈子（技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导），让我们一起学习成长！
