數據庫關係運算

前言

前面已經說了數據系統的概述了，關係模型是目前用得最多的數據模型，其中一個優勢就是：有嚴格的數學理論根據。本文就是來說解數據庫中的各類關係運算的！本文不作數學概念的深刻，只要理解相關的概念便可！

爲何咱們要學習數據庫關係運算？

學習和理解關係運算的機理，對於理解關係數據庫中的數據查詢機制有十分重要的意義。

咱們可能知道多表查詢的時候要消除重複多餘的數據，那重複多餘的數據怎麼產生的呢？？WHERE字句又是怎麼篩選數據的呢？？這些問題咱們在關係運算中能夠找到答案的。

學習數據庫的關係運算，會讓咱們明白SQL語句是怎麼執行的，是經過什麼手段讓咱們獲得想要的結果。

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學習大綱

笛卡爾積

什麼是笛卡爾積？

笛卡爾積簡單來講就是兩個集合相乘的結果。

爲何查詢數據庫會出現笛卡爾積

前面的博文已經說了，關係模型是關係模式的集合。

數據庫中的兩張表就至關於兩個集合，當咱們使用SELECT語句查詢數據的時候，DBMS內部就是以集合相乘的運算得出結果

笛卡爾積的產生過程

咱們發現：笛卡爾積的基數是每一個集合的元組相乘！

得出來的數據內容是難以符合現實中的實際狀況的

例子

爲了更好地看見效果，我都會以實際的SQL語句來看效果，而後說明問題的。

emp表的記錄有14條：

dept表有4條記錄：

咱們來看看SMITH，在emp表中，他只在20部門。

但在兩張表查詢後，十、20、30、40部門他都在了！！咱們再觀察56條數據，發現每一個人都有4個部門，這樣的數據是不合理的！！

再回到初衷，咱們查詢兩張表的目的是什麼？？在查詢員工信息的同時，也能知道員工的部門名稱是什麼！！！因此，咱們查詢的記錄數是不該該有56條這麼多的。。咱們查詢的記錄數應該是員工表的記錄數，也就是14條而已！

咱們再來分析：emp表中有deptno字段，dept表中也有deptno字段！並且發現，emp表中的deptno字段的取值範圍是由dept表中deptno字段來決定的！！！

因此，咱們能夠使用等值鏈接(emp.deptno=dept.deptno)來消除笛卡爾積，這樣就達到咱們的目的了！

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基於傳統集合理論的關係運算

在Oracle上，操做集合的語法提供了4個關鍵字：

• UNION(並集，重複的元組不顯示)
• UNION ALL(並集，重複的元組也會顯示)
• MINUS(差集)
• INTERSECT(交集)

並

顯示查詢結果的所有信息，消除重複的元組

例子

查詢全部辦事員和經理的信息

SELECT * FROM emp WHERE job = 'MANAGER' UNION SELECT * FROM emp WHERE job = 'CLERK';

注意：使用UNION並操做，比使用關鍵字OR的性能要好！

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交

返回查詢結果相同的部分

例子

查詢10部門的信息

SELECT * FROM dept INTERSECT SELECT * FROM dept WHERE deptno = 10;

(所有部門和部門10只有部門10是相同的，因此最後返回的是部門10的結果)

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差

返回的查詢結果是

例子

SELECT * FROM dept MINUS SELECT * FROM dept WHERE deptno = 10;

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關係代數特有的關係運算

投影

投影的運算過程：

首先按照j1，j2，…，jk的順序，從關係R 中取出列序號爲j1，j2，…，jk（或屬性名序列爲Aj1，Aj2，…，Ajk ）的k 列，而後除去結果中的重複元組，構成一個以Aj1，Aj2，…，Ajk爲屬性順序的k 目關係。

簡單來講：取出一個查詢結果中某某列，並消除重複的數據，這就是投影！

• 投影是從列的角度進行的運算
• 投影的下標但是列序號，也但是列屬性名

例子

查詢出全部部門的編號

 SELECT deptno FROM dept; 

查詢時的過程：先查詢得出dept表的全部結果，再經過投影運算只提取」deptno」的列數據，若是 SELECT 後邊跟的是」*」，那麼就是投影所有數據！

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選擇

使用比較運算符、邏輯運算符，挑出知足條件的元組，運算出結果！

例子

查詢出工資大於2000的員工的姓名

SELECT ename FROM emp WHERE sal > 2000; 

過程：首先查詢出emp表的全部結果，使用選擇運算篩選得出工資大於2000的結果，最後使用投影運算得出工資大於2000員工的名字！

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除運算

除運算的實際應用我還沒想明白～～～若是有朋友知道除運算可以用在數據庫的哪處，請告訴我一聲哈。。

咱們也瞭解一下除運算的過程吧：關係R有ABCD，關係S有CD，首先投影出AB（由於S有CD），再用投影出來AB的結果和關係S作笛卡爾積運算。若是作的笛卡爾積運算記錄在R關係中找到相對應的記錄，那麼投影的AB就是結果了！

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鏈接運算

鏈接運算其實就在笛卡爾積運算的基礎上限定了條件(某列大於、小於、等於某列)，只匹配和條件相符合的，從而得出結果！

天然鏈接

天然鏈接就是一種特殊的鏈接運算，它限定的條件是【某列等於某列】。天然鏈接咱們常常使用到。消除笛卡爾積其實就是天然鏈接了！

例子

SELECT * FROM emp, dept WHERE dept.deptno = emp.deptno;

設定將dept表的deptno列和emp的deptno列爲相同【這就是天然鏈接】