02-数据库学习笔记（SQL引擎)

一.SQL语言分类

按照功能可分为四大类：

类别	作用	例子
DML数据操纵语言	数据操作	SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE
DDL数据定义语言	数据结构定义	CREAT,TABLE, ALTER, DROP
DCL数据控制语言	权限控制	GRANT, REVOKE
TCL事务控制语言	-----	COMMIT、ROLLBACK、SAVEPOINT

二.基础DDL：库，表操作

1.数据库操作

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-- 创建数据库
CREATE DATABASE test_db;
-- 查看所有数据库
SHOW DATABASES;
-- 使用数据库
USE test_db;
-- 删除数据库
DROP DATABASE IF EXISTS test_db;

2.常用数据类型（MySQL）

整数：INT,BIGINT
字符串：VARCHAR(长度),CHAR
小数：DECIMAL(总长度,小数位)
日期：DATE、DATETIME
布尔：用TINYINT(1) 0 假 1 真

3. 创建表 CREATE TABLE

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CREATE TABLE student (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 主键自增，唯一标识
    name VARCHAR(20) NOT NULL, -- 非空
    age INT DEFAULT 18, -- 默认值18
    score DECIMAL(5,2),
    create_time DATETIME
);

约束关键字：

PRIMARY KEY：主键（唯一且非空）

NOT NULL：不能为空

DEFAULT：默认值

UNIQUE：唯一值

FOREIGN KEY：外键（表关联）

4. 修改表 ALTER

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-- 新增字段
ALTER TABLE student ADD email VARCHAR(50);
-- 修改字段类型
ALTER TABLE student MODIFY email VARCHAR(100);
-- 修改字段名
ALTER TABLE student CHANGE email mail VARCHAR(100);
-- 删除字段
ALTER TABLE student DROP mail;

5. 删除表

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DROP TABLE IF EXISTS student;

三.DML：增、改、删（操作表中数据）

1. 插入 INSERT

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-- 指定字段插入
INSERT INTO student(name,age,score) VALUES ('张三',20,92.5);
-- 全字段插入（顺序必须和表一致）
INSERT INTO student VALUES (2,'李四',19,88.0,'2026-01-01 10:00:00');
-- 批量插入
INSERT INTO student(name,age) 
VALUES ('王五',18),('赵六',21);

2. 更新 UPDATE

不加WHERE会全表更新！

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-- 修改id=1的学生分数
UPDATE student SET score=95 WHERE id=1;
-- 多字段同时修改
UPDATE student SET age=20,score=90 WHERE name='张三';

3. 删除 DELETE

不加WHERE清空整张表

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DELETE FROM student WHERE id=3;
-- 清空表（不重置自增主键）
DELETE FROM student;
-- 快速清空表，重置自增，不可回滚
TRUNCATE TABLE student;

四.核心 DQL：SELECT 查询

1. 基础查询

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-- 查询所有列
SELECT * FROM student;
-- 查询指定列
SELECT id,name,score FROM student;
-- 起别名 AS
SELECT name AS 姓名, score 分数 FROM student;
-- 去重 DISTINCT
SELECT DISTINCT age FROM student;

2. WHERE 条件过滤

常用运算符：= != > < >= <=
逻辑符：AND OR NOT
模糊匹配：LIKE

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-- 分数大于90
SELECT * FROM student WHERE score > 90;
-- 年龄18或19
SELECT * FROM student WHERE age=18 OR age=19;
-- 姓名带"张" %匹配任意字符 _匹配单个字符
SELECT * FROM student WHERE name LIKE '张%';
-- 区间 between 包含两端
SELECT * FROM student WHERE score BETWEEN 80 AND 100;
-- 多值匹配 IN
SELECT * FROM student WHERE age IN (18,20,22);
-- 判断空值 NULL必须用IS NULL，不能用=NULL
SELECT * FROM student WHERE score IS NULL;

3. 排序 ORDER BY

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-- 分数升序（默认ASC）
SELECT * FROM student ORDER BY score ASC;
-- 分数降序 DESC
SELECT * FROM student ORDER BY score DESC;
-- 多条件排序：先分数降序，同分按年龄升序
SELECT * FROM student ORDER BY score DESC, age ASC;

4.嵌套查询

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SELECT 姓名 FROM 学生 
WHERE 学号 IN (SELECT 学号 FROM 选课 WHERE 课程号='001');

五.常见聚合函数

1.什么是聚合函数

聚合函数的核心作用是对一组数据进行统计计算，最终返回单一结果，常用于数据统计分析场景。

2.五个核心聚合函数

COUNT () 统计行数

COUNT(*)：统计表中所有行（包含 NULL）

COUNT(字段)：统计该字段不为 NULL 的行数

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SELECT COUNT(*) FROM tb_user; -- 总人数
SELECT COUNT(name) FROM tb_user; -- 姓名不为空的人数

SUM () 求和

只计算数字类型，NULL 自动忽略

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SELECT SUM(age) FROM tb_user; -- 所有人年龄总和

AVG () 平均值

总和 ÷ 有效行数，自动跳过 NULL

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SELECT AVG(age) FROM tb_user; -- 平均年龄

MAX () 最大值

数字、字符串、日期都能用

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SELECT MAX(age) FROM tb_user; -- 最大年龄

MIN () 最小值

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SELECT MIN(age) FROM tb_user; -- 最小年龄

六.分组与过滤

1.分组（GROUP BY)

GROUP BY 的作用是把表中相同值的行归为一组，方便对每组数据单独用聚合函数统计，比如按性别分组统计男女人数。

2.过滤（WHERE&HAVING)

WHERE 是在分组前过滤原始数据，比如只保留 18 岁以上的用户再分组；
HAVING 是在分组后过滤聚合结果，比如只保留人数大于 2 的分组。

WHERE 在分组前过滤原始数据，减少分组的数据量；HAVING 在分组后过滤统计结果，针对聚合后的分组做筛选。而且 WHERE 不能用聚合函数，HAVING 可以用，这也是两者的重要区别。

七.高级分组（GROUPING SETS)

1.核心作用

GROUPING SETS 是对多个分组维度进行组合统计的高级语法，相当于把多个GROUP BY 的结果合并起来，避免用 UNION ALL 拼接。比如订单表按 "用户 + 状态""用户""状态" 分别分组统计金额，用 GROUPING SETS 可以写成：

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SELECT user_id, status, SUM (amount) FROM tb_order
GROUP BY GROUPING SETS ((user_id, status), (user_id), (status));

这样会同时返回三个分组维度的统计结果。它比多次 GROUP BY 再 UNION ALL 更高效，因为只扫描一次表。

八.字符串操作（String Operation）

1.模式匹配

模式匹配即模糊查询，通过LIKE关键字配合特殊通配符，可实现各类模糊匹配需求，具体规则如下：

%：匹配任意长度的字符串（包括空字符串），例如'%;@cs'可匹配"rza@cs""taylor@cs"，甚至"@cs"（前缀为空）。
_：匹配任意单个字符，仅能匹配一个字符，例如'*a@cs'可匹配"ra@cs""sa@cs"，但无法匹配"rza@cs"（前缀为两个字符）。

比如 name LIKE ' 李 %' 能找出所有姓李的人，name LIKE '_明 ' 能找出第二个字是明的两个字姓名。

2.常用字符串操作函数

拼接字符串 CONCAT ()

作用：把多个文本拼在一起

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SELECT CONCAT('姓名：', name) FROM tb_user;
-- 结果：姓名：zhangsan

-- 拼接带分隔符 CONCAT_WS(分隔符, 字符串1, 字符串2)
SELECT CONCAT_WS('-','男',20) 
-- 结果：男-20

大小写转换 UPPER / LOWER

UPPER()：全部转大写

LOWER()：全部转小写

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SELECT UPPER('mysql'); -- MYSQL
SELECT LOWER('MySQL'); -- mysql

截取子串 SUBSTRING / SUBSTR

语法：SUBSTRING(字符串, 起始位置, 截取长度)

⚠️ MySQL 字符串下标从 1 开始，不是 0

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SELECT SUBSTRING('abcdef',2,3); -- 从第2位取3个字符：bcd

获取字符串长度 LENGTH / CHAR_LENGTH

LENGTH()：字节长度（中文一个汉字占 3 字节）

CHAR_LENGTH()：字符个数（推荐统计文字个数）

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SELECT CHAR_LENGTH('数据库'); -- 3个字符
SELECT LENGTH('数据库');      -- 9个字节

替换字符串 REPLACE

REPLACE(原字符串, 要替换内容, 新内容)

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SELECT REPLACE('abc123','123','xyz'); -- abcxyz

查找字符串 POSITION/ LOCATE

查找子串在字符串中第一次出现的位置，找不到返回 0

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SELECT LOCATE('sql','mysql'); -- 2

九.日期与时间操作

不同数据库系统的日期时间操作语法差异较大，无统一标准

十.结果控制与输出重定向

1.排序（结果控制）

排序用 ORDER BY，默认升序，加 DESC 是降序，比如按年龄从大到小排：SELECT * FROM tb_user ORDER BY age DESC;

2.分页（结果控制）

分页就是把查询结果分成多页显示，避免一次性加载太多数据。比如查询 100 条用户数据，每页显示 10 条，就会分成 10 页，用户可以一页一页看。在 SQL 里用 LIMIT 实现，比如LIMIT 0,10 是第 1 页，LIMIT 10,10 是第 2 页，前面的数字是起始位置，后面是每页条数。

3.输出重定向（结果存储）

正常执行 SQL 查询，查询结果会直接打印在终端 / 软件界面上；

输出重定向：改变结果输出位置，不打印到屏幕，而是存入本地文件、服务器文件。

十一.横向连接 (LATERAL JOINS)

1.什么是横向连接

纵向：上下增加数据行（UNION 合并多条查询，上下拼接）

横向：左右拼接多张表的字段，把多张表的列合并到一张结果表，这就是 JOIN 横向连接。

两张表左右拼在一起，行不变、字段变多，属于横向合并。

举例：学生表（id,name）+ 成绩表（stu_id,score）横向连接，一行数据同时出现学生姓名 + 分数。

2.四种常用横向连接

准备两张测试表：

student:

sid	name
1	小明
2	小红
3	小刚

score（成绩）

sid	score
1	90
2	88

1. INNER JOIN 内连接

只保留两边都能匹配上的数据，两边没有对应数据直接丢弃。

结果只有小明、小红，小刚无成绩不显示。

2. LEFT JOIN 左外连接

左边表全部保留，右表匹配不到的字段填充 NULL。

小明、小红有分数，小刚 score 列显示 NULL。

3. RIGHT JOIN 右外连接

右边表全部保留，左表无匹配则为 NULL。

这里右表是成绩表，只会出现有成绩的学生。

4. CROSS JOIN 交叉连接（笛卡尔积）

不加匹配条件，左表每一行和右表每一行全部两两组合。

student 3 行，score 2 行，结果共 3×2=6 条记录，无业务意义，极少使用。

总结：

INNER JOIN：两边匹配才显示

LEFT JOIN：左表全部保留，右表匹配不上填 NULL

RIGHT JOIN：右表全部保留，左表匹配不上填 NULL

CROSS JOIN：无条件全部配对

十二.公用表表达式CTE

1.核心定义

CTE 就是用 WITH 定义一个临时查询结果，只在当前 SQL 里能用，能让复杂查询更清晰。比如 WITH t AS (SELECT * FROM student WHERE score>80)，然后主查询直接用 t，代替嵌套子查询。

2.核心优势

可将复杂的子查询拆解为独立的CTE模块，使SQL代码逻辑更清晰、更易于维护，尤其适用于子查询嵌套层数较多的场景，能显著提升代码可读性。(可类比为宏定义）

十三.窗口函数（WINDOW FUNCTIONS）

1.核心特点

窗口函数能对一组数据进行计算，但不会像聚合函数那样合并行，而是每行都保留原数据并新增计算结果。

2.窗口函数与聚合函数的区别

聚合函数（如AVG、COUNT）：将一组数据聚合为单一结果，例如按课程分组后，仅得到每门课程的平均绩点，每组对应一个结果。
窗口函数：不改变原始数据的行数，保留所有记录，仅对每一行数据计算其所在"窗口"的统计结果，例如为每门课程的学生按成绩排名，每一行数据均对应一个排名值，不丢失任何原始记录。

3.常用窗口函数

比如 ROW_NUMBER 给每行标序号，RANK 有并列排名会跳号，DENSE_RANK 并列不跳号；聚合类像 SUM、AVG 可以按窗口范围计算，比如SUM (score) OVER (PARTITION BY class_id)能算出每个学生所在班级的总分。使用时用 OVER () 指定窗口，PARTITION BY 分组，ORDER BY 排序。比如 "按班级分组给学生成绩排名"，用 ROW_NUMBER () OVER (PARTITION BY class_id ORDER BY score DESC) 就能实现。