数据库与 SQL：练习题及解析

1什么是关系数据库

关系数据库把数据存储在表中。表看起来像电子表格：每一行是一条记录，每一列是一种属性。

一家商店可能有一张表 customers，列为 id、name 和 city，还有一张表 orders，列为 id、customer_id 和 total。

主键是唯一标识每一行的一列或一组列。它永远不能重复，也永远不能为空。这里就是每张表的 id。

外键是引用另一张表主键的列。在 orders 中，customer_id 说明是哪位客户下了订单。

表就是这样关联的：一位客户可以有许多订单，但每个订单只属于一位客户。这是一对多关系。

SQL（结构化查询语言）是你用来创建表、修改数据以及对数据提问的语言。

2用 SELECT 读取数据

大多数题目都涉及 SELECT 语句。它由子句构成，书写顺序总是这样：

• SELECT 列出你想要的列。DISTINCT 去掉重复的行。
• FROM 指明表，或连接在一起的几张表。
• WHERE 只保留满足条件的行，例如 WHERE total > 20。
• GROUP BY 把值相同的行归为一组，这样你就可以按组计数或求和。
• HAVING 只保留满足条件的组。它可以使用聚合函数，而 WHERE 不可以。
• ORDER BY 对结果排序，默认升序；加 DESC 则最高的在前。

聚合函数把许多行汇总成一个值：COUNT、SUM、AVG、MIN 和 MAX。

数据库并不按你书写的顺序运行这些子句。它先运行 FROM，然后是 WHERE、GROUP BY、HAVING、SELECT，最后是 ORDER BY。

其他语句改变数据：INSERT 添加行，UPDATE 修改行，DELETE 删除行。CREATE、ALTER 和 DROP 改变表本身。

3连接、规范化和事务

连接（join）使用条件把两张表的行组合起来，通常是外键 = 主键：

• INNER JOIN（或 JOIN）只保留在两张表中都有匹配的行。
• LEFT JOIN 保留左表的每一行。没有匹配的地方，右表的列为 NULL。
• NULL 表示值缺失或未知。用 IS NULL 来检验，永远不要用 = NULL。

规范化拆分表，使每个事实只存储一次。这避免了在多处更新同一个事实。

• 1NF：每个单元格只含一个原子值，没有重复的组。
• 2NF：满足 1NF，并且每个非键列都依赖于整个键，而不是复合键的一部分。
• 3NF：满足 2NF，并且没有非键列依赖于另一个非键列。

事务把若干语句组合成一个单元。COMMIT 使它永久生效，ROLLBACK 撤销它。事务遵循 ACID：原子性（要么全做要么全不做）、一致性、隔离性和持久性。

4分步方法

要写一个查询，或判断一个给定的查询返回什么：

1. 找出存放数据的表，以及它们如何通过键关联。
2. 写出带连接的 FROM。当没有匹配的行也必须保留时，选择 LEFT JOIN。
3. 对单行的条件添加 WHERE。
4. 如果题目说“每个”或“针对每一个”，添加 GROUP BY 和聚合函数。
5. 对聚合结果的条件添加 HAVING，如果顺序重要，再加 ORDER BY。
6. 在一个小例子上检验结果：按数据库运行的顺序，列出每个子句之后的行。

对于理论题，先说出概念（键、连接类型、范式、ACID 属性），然后选与其定义相符的选项。

5例题讲解

跟着每一步走。打开下一步之前，先试着预测它。

6常见错误

• 在 WHERE 中使用聚合函数。对 COUNT、SUM 或 AVG 的条件应放在 HAVING 中。
• 写成 = NULL。任何与 NULL 的比较结果都是未知；要用 IS NULL 或 IS NOT NULL。
• 在没有匹配的行也必须保留时使用 INNER JOIN。应使用 LEFT JOIN。
• 忘了连接条件。没有 ON，每一行会与每一行配对（交叉连接）。
• 选择既不在 GROUP BY 中，也不在聚合函数内的列。
• 混淆 DELETE（删除行）和 DROP TABLE（删除整张表）。
• 运行不带 WHERE 的 UPDATE 或 DELETE。它会改变表中的每一行。

7考试题是什么样的

• 简单：关键术语和事实。SELECT、WHERE、ORDER BY 或 DELETE 的作用，主键和外键，NULL 的含义。
• 中等：应用概念。适合某项任务的查询、WHERE 与 HAVING、内连接与外连接、范式、ACID。
• 困难：案例与分析。子查询、隔离级别及其异常、BCNF、窗口函数、索引与查询性能、SQL 注入。

给出查询时，按 FROM、WHERE、GROUP BY、HAVING、SELECT、ORDER BY 的顺序在几行数据上跟踪它。大多数陷阱在三行之内就会显现。