一、什么是范式

范式是数据库设计时遵循的一种规范不同的规范要求遵循不同的范式。

最常用的三大范式

第一范式(1NF)属性不可分割即每个属性都是不可分割的原子项。(实体的属性即表中的列)

第二范式(2NF)满足第一范式且不存在部分依赖即非主属性必须完全依赖于主属性。(主属性即主键完全依赖是针对于联合主键的情况非主键列不能只依赖于主键的一部分)

第三范式(3NF)满足第二范式且不存在传递依赖即非主属性不能与非主属性之间有依赖关系非主属性必须直接依赖于主属性不能间接依赖主属性。A -> B, B ->C, A -> C

举例说明3NF

1NF

属性不可再分即表中的每个列都不可以再进行拆分。

如下学生信息表(student)

id、name(姓名)、sex_code(性别代号)、sex_desc(性别描述)、contact(联系方式)

primary key(id)

id	name	sex_code	sex_desc	contact
001	张三	0	男	17835201234_山西省运城市xx村
002	李四	0	男	17735204567_山西省吕梁市yy村
003	王五	1	女	18835207890_山西省太原市zz村

如果在查询学生表时经常用到学生的电话号则应该将联系方式(contact)这一列分为电话号(phone)和地址(address)两列这样才符合第一范式。

修改使表满足1NF后

id	name	sex_code	sex_desc	phone	address
001	张三	0	男	17835201234	山西省运城市xx村
002	李四	0	男	17735204567	山西省吕梁市yy村
003	王五	1	女	18835207890	山西省太原市zz村

 判断表是否符合第一范式列是否可以再分得看需求如果将电话号和地址分开才能满足查询等需求时那之前的表设计就是不满足1NF的如果电话号和地址拼接作为一个字段也可以满足查询、存储等需求时那它就满足1NF。

2NF

在满足1NF的前提下表中不存在部分依赖非主键列要完全依赖于主键。(主要是说在联合主键的情况下非主键列不能只依赖于主键的一部分)

如下学生成绩表(score)

stu_id(学生id)、kc_id(课程id)、score(分数)、kc_name(课程名)

primary key(stu_id, kc_id)

stu_id	kc_id	score	kc_name
001	1011	85	高数3-1
001	1022	79	计算机组成原理
002	1011	59.9	高数3-1

表中主键为stu_id和kc_id组成的联合主键。满足1NF非主键列score完全依赖于主键stu_id和kc_id两个值才能决定score的值而kc_name只依赖于kc_id与stu_id没有依赖关系它不完全依赖于主键只依赖于主键的一部分不符合2NF。

修改使表满足2NF后

成绩表(score)   primary key(stu_id)

stu_id	kc_id	score
001	1011	85
001	1022	79
002	1011	59.9

课程表(kc)   primary key(kc_id)

kc_id	kc_name
1011	高数3-1
1022	计算机组成原理

将原来的成绩表(score)拆分为成绩表(score)和课程表(kc)而且两个表都符合2NF。

3NF

在满足2NF的前提下不存在传递依赖。(A -> B, B -> C, A->C)

如下学生信息表(student)

primary key(id)

id	name	sex_code	sex_desc	phone	address
001	张三	0	男	17835201234	山西省运城市xx村
002	李四	0	男	17735204567	山西省吕梁市yy村
003	王五	1	女	18835207890	山西省太原市zz村

表中sex_desc依赖于sex_code而sex_code依赖于id(主键)从而推出sex_desc依赖于id(主键)sex_desc不直接依赖于主键而是通过依赖于非主键列而依赖于主键属于传递依赖不符合3NF。

修改表使满足3NF后

学生表(student)   primary key(id)

id	name	sex_code	phone	address
001	张三	0	17835201234	山西省运城市xx村
002	李四	0	17735204567	山西省吕梁市yy村
003	王五	1	18835207890	山西省太原市zz村

性别代码表(sexcode)   primary key(sex_code)

sex_code	sex_desc
0	男
1	女

将原来的student表进行拆分后两个表都满足3NF。

什么样的表越容易符合3NF

非主键列越少的表。(1NF强调列不可再分2NF和3NF强调非主属性列和主属性列之间的关系)

如代码表(sexcode)非主键列只有一个sex_desc

或者将学生表的主键设计为primary key(id,name,sex_code,phone)这样非主键列只有address更容易符合3NF。

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二、多表关系

在进行数据库表结构的设计时会根据业务的需求和业务模块之间的关系分析设计表结构由于业务之间相互关联所以各个表结构之间也存在各种联系

表与表之间的联系

1.一对多(多对一)
2.多对多
3.一对一

一对多(多对一)

例如一个员工对应一个部门一个部门可以对应多个员工

一般在多的一方创建外键指向一的那一方
员工与部门在员工表上设置外键指向部门表

多对多

例如一个学生可以选修多门课程一个课程可以被多名学生选修
一般会建立第三张表至少包含两个外键分别指向两张表的主键

一对一

例如用户和自己的学历信息的关系一个人只对应一条学历信息
可以在任意一方加入外键关联另一方的主键并且设置外键为唯一(unique)

 

 注可以放在一张表中但是对其进行拆分一张表放基础信息另一张表放详情可以提升操作效率

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三、多表查询

概述
从多张表中查询数据
笛卡尔积
笛卡尔积为两个集合(两张表)中的每条数据进行两两组合的结果
在多表查询时会产生笛卡尔积要通过添加条件消除笛卡尔积

 dept表

 emp表

查询产生笛卡尔积的结果

select * from emp, dept ;

 消除笛卡尔积(添加条件)

select * from emp, dept where emp.dept_id=dept.id;

多表查询的分类

1.连接查询

内连接
	相当于查询AB的交集部分
外连接
		左外连接
			查询A的所有数据同时拼接上B对应的数据
		右外连接
			查询B的所有数据同时拼接上A中对应的数据
自连接
	表与自身连接查询
	自连接必须给表取别名

2.子查询

数据准备

部门表

create table dept (
    id int auto_increment primary key comment 'id',
    name varchar(50) not null comment '部门名称'
) comment '部门表';

insert into dept (id, name)
values (1, '研发部'),
       (2, '市场部'),
       (3, '财务部'),
       (4, '销售部'),
       (5, '总经办'),
       (6, '人事部');

员工表

create table emp(
    id int auto_increment primary key ,
    name varchar(50) not null ,
    age int,
    job varchar(20) comment '职位',
    salary int ,
    entrydate date comment '入职时间',
    managerid int comment '直属领导id',
    dept_id int comment '所在部门id'
) comment '员工表';

insert into emp
values ( 1, '金庸', 66, '总裁', 20000, '2000-01-01', null, 5 ),
       ( 2, '张无忌', 20, '项目经理', 12500, '2005-12-05', 1, 1 ),
       ( 3, '杨晓', 33, '开发', 8400, '2000-11-03', 2, 1 ),
       ( 4, '韦一笑', 48, '开发', 11000, '2002-02-05', 2, 1 ),
       ( 5, '陈玉存', 43, '开发', 10500, '2004-09-07', 3, 1 ),
       ( 6, '小昭', 19, '程序员鼓励师', 6600, '2004-10-12', 2, 1 ),
       ( 7, '灭绝', 60, '财务总监', 8500, '2002-09-12', 1, 3 ),
       ( 8, '周芷若', 19, '会计', 48000, '2006-06-02', 7, 3 ),
       ( 9, '丁敏君', 23, '出纳', 5250, '2009-05-13', 7, 3 ),
       ( 10, '赵敏', 20, '市场部总监', 12500, '2004-10-12', 1, 2 ),
       ( 11, '鹿杖客', 56, '职员', 3750, '2006-10-03', 10, 2 ),
       ( 12, '何碧文', 19, '职员', 3750, '2007-05-09', 10, 2 ),
       ( 13, '东方白', 19, '职员', 5500, '2009-02-12', 10, 2 ),
       ( 14, '张三丰', 88, '销售总监', 14000, '2004-10-12', 1, 4 ),
       ( 15, '鱼梁洲', 38, '销售', 4600, '2004-10-12', 14, 4 ),
       ( 16, '宋远桥', 40, '销售', 4600, '2004-10-12', 14, 4 ),
       ( 17, '陈友谅', 42, null, 2000, '2011-10-12', 1, null );

内连接

语法

# 隐式内连接
select 字段列表 from 表1,表2 where 条件;
# 显示内连接
select 字段列表 from 表1 [inner] join 表2 on 连接条件;

内连接查询的是两张表交集的部分

# 查询每一个员工的姓名及关联的部门的名称
select emp.name, dept.name from emp, dept where emp.dept_id=dept.id;
select emp.name, dept.name from emp inner join dept on emp.dept_id = dept.id;

外连接

语法

# 左外连接
select 字段列表 from 表1 left [outer] join 表2 on 条件;
# 右外连接
select 字段列表 from 表1 right [outer] join 表2 on 条件;

左外连接相当于查询表1的所有数据包含表1和表2交集的部分数据
右外连接相当于查询表2的所有数据包含表1和表2交集部分的数据

# 查询emp表的所有数据和应于的部门信息(左)
select emp.*, dept.* from emp left outer join dept on emp.dept_id = dept.id;
# 查询dept表的所有数据和对于的员工信息(右)
select dept.*, emp.* from emp right outer join dept on emp.dept_id = dept.id;

左外连接和右外连接可以进行相互转化

自连接

语法

select 字段列表 from 表a 别名a join 表a 别名b on 条件;

自链接查询可以是内连接查询也可以是外连接查询

# 查询员工及其所属领导的名字
# 自连接可以看成两张一样的表进行连接查询
select a.name, b.name from emp a join emp b on a.managerid=b.id;

联合查询

union、union all
对于联合查询就是把多次查询的结果合并起来形成一个新的查询结果集
语法

select 字段列表 from 表a
union [all]
select 字段列表 from 表b

# 将薪资低于5000的员工和年龄大于50的员工查询出来
select * from emp where salary>5000
union all
select * from emp where age>50;

# 没有all重复满足条件的只出现一次
# 将薪资低于5000的员工和年龄大于50的员工查询出来
select * from emp where salary>5000
union
select * from emp where age>50;

对于联合查询的多张表的列数必须保持一致字段类型也要保持一致
union all会将全部的数据直接合并在一起union会对合并之后的数据去重

子查询

概念SQL语句中嵌套select语句为嵌套查询又称子查询
select * from 表1 where 字段=(select 字段 from 表2);
子查询外的语句可以是insert、update、delete、select中的一个
根据子查询的结构不同分为

标量子查询子查询的结果为单个值
列子查询子查询的结果为一列
行子查询子查询的结果为一行
表子查询子查询的结果为多行多列

根据子查询的位置分为

where之后
from之后
select之后

标量子查询

子查询返回的结果是单个值(数字、字符串、日期等)最简单的形式这种子查询称为标量子查询
常用符号=、<>、>、>=、<、<=

# 根据销售部门的id查询员工信息
# 先分开查询
# 查询销售部门的id
select id from dept where name='销售部'; #id为4
# 查询销售部门中员工的信息
select * from emp where dept_id=4;
# 合并为一个查询
select * from emp where dept_id=(select dept.id from dept where dept.name='销售部' );

列子查询

子查询的结果为一列(可以是多行)的这种子查询为列子查询
常用操作符

# 列子查询
# 查询销售部和市场部的所有员工信息
# 查询销售部和市场部的id
select id from dept where name='销售部' or name='市场部'; #id为2 4
# 查询两个部门的所有员工
select * from emp where dept_id in (2,4);
# 合并
select * from emp where dept_id in (select id from dept where name='销售部' or name='市场部');

行子查询

子查询返回的结果是一行(可以是多列)这种子查询为行子查询
常用操作符=、<>、in、not in

# 查询与张无忌的薪资及直属领导相同的员工信息
# 查询张无忌的薪资和直属领导
select salary, managerid from emp where name='张无忌';
# 查询与张无忌的薪资及直属领导相同的员工信息
select * from emp where (salary,managerid)=(select salary, managerid from emp where name='张无忌');

表子查询

子查询的结果是多行多列这种查询为表子查询
常用操作符in

# 查询与鹿杖客和宋远桥的职位和薪资相同的员工信息
select * from emp where (job, salary) in ( select job, salary from emp where name in ('鹿杖客', '宋远桥'));

表子查询的子表作为临时表

# 查询入职日期是’2006-01-01‘之后的员工信息和部门信息
# 先查询出入职在’2006-01-01‘之后员工的所有信息
# 与部门表左连接
select e.*, dept.* from (select * from emp where entrydate>'2006-01-01') e left outer join dept on e.dept_id=dept.id;