Bases de dados e SQL: questões para praticar com explicações

1O que é um banco de dados relacional

Um banco de dados relacional guarda dados em tabelas. Uma tabela parece uma planilha: cada linha é um registro, cada coluna é uma propriedade.

Uma loja pode ter uma tabela customers com as colunas id, name e city, e uma tabela orders com as colunas id, customer_id e total.

Uma chave primária é uma coluna, ou um conjunto de colunas, que identifica cada linha de forma única. Ela nunca pode se repetir nem ficar vazia. Aqui é o id de cada tabela.

Uma chave estrangeira é uma coluna que se refere à chave primária de outra tabela. Em orders, customer_id diz qual cliente fez o pedido.

É assim que as tabelas são ligadas: um cliente pode ter muitos pedidos, mas cada pedido pertence a um cliente. Isso é um relacionamento um-para-muitos.

SQL (Structured Query Language) é a linguagem usada para criar tabelas, alterar dados e fazer perguntas sobre eles.

2Lendo dados com SELECT

A maioria das questões trata do comando SELECT. Ele é construído com cláusulas, sempre escritas nesta ordem:

• SELECT lista as colunas desejadas. DISTINCT remove linhas duplicadas.
• FROM nomeia a tabela, ou as tabelas unidas.
• WHERE mantém apenas as linhas que atendem a uma condição, por exemplo WHERE total > 20.
• GROUP BY coloca linhas com o mesmo valor num grupo, para que você possa contar ou somar por grupo.
• HAVING mantém apenas os grupos que atendem a uma condição. Pode usar agregações, o que o WHERE não pode.
• ORDER BY ordena o resultado, em ordem crescente por padrão; acrescente DESC para o maior primeiro.

As funções de agregação resumem muitas linhas em um valor: COUNT, SUM, AVG, MIN e MAX.

O banco de dados não executa as cláusulas na ordem em que você as escreve. Ele executa primeiro FROM, depois WHERE, GROUP BY, HAVING, SELECT e por fim ORDER BY.

Outros comandos alteram dados: INSERT adiciona linhas, UPDATE altera linhas e DELETE remove linhas. CREATE, ALTER e DROP alteram as próprias tabelas.

3Junções, normalização e transações

Uma junção (join) combina linhas de duas tabelas usando uma condição, geralmente chave estrangeira = chave primária:

• INNER JOIN (ou JOIN) mantém apenas as linhas que têm correspondência nas duas tabelas.
• LEFT JOIN mantém todas as linhas da tabela da esquerda. Onde não há correspondência, as colunas da tabela da direita ficam NULL.
• NULL significa que um valor está ausente ou é desconhecido. Teste-o com IS NULL, nunca com = NULL.

A normalização divide as tabelas para que cada fato seja guardado uma só vez. Isso evita atualizar o mesmo fato em vários lugares.

• 1FN: cada célula contém um único valor atômico, sem grupos repetidos.
• 2FN: 1FN, e toda coluna que não é chave depende da chave inteira, não de parte de uma chave composta.
• 3FN: 2FN, e nenhuma coluna que não é chave depende de outra coluna que não é chave.

Uma transação agrupa comandos em uma unidade. COMMIT a torna permanente e ROLLBACK a desfaz. As transações seguem o ACID: atomicidade (tudo ou nada), consistência, isolamento e durabilidade.

4O método passo a passo

Para escrever uma consulta, ou descobrir o que uma consulta dada devolve:

1. Encontre as tabelas que guardam os dados e como elas se ligam por chaves.
2. Escreva o FROM com as junções. Escolha LEFT JOIN quando as linhas sem correspondência devem permanecer.
3. Acrescente WHERE para condições sobre linhas individuais.
4. Se a questão diz “por” ou “para cada”, acrescente GROUP BY e a agregação.
5. Acrescente HAVING para condições sobre a agregação e depois ORDER BY se a ordem importar.
6. Confira o resultado num exemplo pequeno: liste as linhas depois de cada cláusula, na ordem em que o banco de dados as executa.

Para uma questão teórica, nomeie primeiro o conceito (uma chave, um tipo de junção, uma forma normal, uma propriedade ACID) e depois escolha a opção que corresponde à sua definição.

5Um exemplo resolvido

Acompanhe cada passo. Tente prever o próximo antes de abri-lo.

6Erros comuns

• Usar uma agregação no WHERE. Condições sobre COUNT, SUM ou AVG pertencem ao HAVING.
• Escrever = NULL. Qualquer comparação com NULL é desconhecida; use IS NULL ou IS NOT NULL.
• Usar um INNER JOIN quando as linhas sem correspondência devem permanecer. Use um LEFT JOIN.
• Esquecer a condição da junção. Sem ON, cada linha é pareada com todas as linhas (um produto cartesiano, ou cross join).
• Selecionar uma coluna que não está no GROUP BY nem dentro de uma agregação.
• Confundir DELETE (remove linhas) com DROP TABLE (remove a tabela inteira).
• Executar UPDATE ou DELETE sem WHERE. Ele altera todas as linhas da tabela.

7Como são as questões de prova

• Fácil: termos e fatos essenciais. O que SELECT, WHERE, ORDER BY ou DELETE fazem, chaves primárias e estrangeiras, o que NULL significa.
• Médio: aplicação dos conceitos. A consulta certa para uma tarefa, WHERE versus HAVING, junções internas versus externas, as formas normais, ACID.
• Difícil: casos e análise. Subconsultas, níveis de isolamento e suas anomalias, BCNF, funções de janela, índices e desempenho de consultas, injeção de SQL.

Quando uma consulta for dada, simule-a em algumas linhas na ordem FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING, SELECT, ORDER BY. A maioria das armadilhas aparece em três linhas.