SQL 是什么

SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)是访问和操作关系数据库的标准语言。只要是关系数据库,都可以使用 SQL 进行访问和控制。

SQL 发展历史

SQL 同样由 IBM 在 1970 年代开发,1986 年成为 ANSI 标准,并且在 1987 年成为 ISO 标准。SQL 标准随后经历了多次修订,最新的版本为 SQL:2019,增加了多维数组(MDA)的支持。

下图是 SQL 标准的发展历程和主要的新增功能。

SQL发展历史

对于 SQL 标准,人们最熟悉的就是 SQL92 或者 SQL99。但实际上经过多次修改,SQL 早已不是 40 年前的 SQL;如今它已经相当完备,功能强大,并且能够同时支持关系模型和非关系(XML、JSON)模型。具体来说,最新的 SQL 标准包含 10 个部分:

  • ISO/IEC 9075-1 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第1部分:框架(SQL/框架)
  • ISO/IEC 9075-2 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第2部分:基本原则(SQL/基本原则)
  • ISO/IEC 9075-3 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第3部分:调用级接口(SQL/CLI)
  • ISO/IEC 9075-4 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第4部分:持久存储模块(SQL/PSM)
  • ISO/IEC 9075-9 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第9部分:外部数据管理(SQL/MED)
  • ISO/IEC 9075-10 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第10部分:对象语言绑定(SQL/OLB)
  • ISO/IEC 9075-11 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第11部分:信息与定义概要(SQL/Schemata)
  • ISO/IEC 9075-13 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第13部分:使用 Java 编程语言的 SQL 程序与类型(SQL/JRT)
  • ISO/IEC 9075-14 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第14部分:XML 相关规范(SQL/XML)
  • ISO/IEC 9075-15 信息技术 – 数据库语言 – SQL – 第15部分:多维数组(SQL/MDA)

SQL 语句分类

为了便于学习,通常将主要的 SQL 语句分为以下几个类别:

  • DQL(data query language),数据查询语言;也就是 SELECT 语句,用于查询数据库中的数据和信息。
  • DML(data manipulation language),数据操作语言;用于对表中的数据进行增加(INSERT)、修改(UPDATE)、删除(DELETE)以及合并(MERGE)操作。
  • DDL(data definition language),数据定义语言;主要用于定义数据库中的对象(例如表或索引),包括创建对象(CREATE)、修改对象(ALTER)和删除对象(DROP)等。
  • TCL(transaction control language),事务控制语言;用于管理数据库的事务,主要包括启动一个事务(BEGIN TRANSACTION)、提交事务(COMMIT)、回退事务(ROLLBACK)和事务保存点(SAVEPOINT)。
  • DCL(data control language),数据控制语言;用于控制数据的访问权限,主要有授权(GRANT)和撤销(REVOKE)。

SQL 是一种标准,不同厂商基于 SQL 标准实现了自己的数据库产品,例如 Oracle、MySQL 等。这些数据库都在一定程度上兼容 SQL 标准,具有一定的可移植性。但另一方面,它们都存在许多专有的扩展,没有任何一种产品完全遵循标准。

为什么SQL值得学习

半衰期很长

可以说在整个数字化的世界中,最重要而且最通用的元基础就是数据,而直接与数据打交道的语言就是SQL语言。很多人忽视了SQL语言的重要性,认为它不就是SELECT语句吗,掌握它应该是数据分析师的事。事实上在实际工作中,你不应该低估SQL的作用。如今互联网的很多业务处理离不开SQL,因为它们都需要与数据打交道。

SQL在各种技术和业务中无处不在,它的情况又是怎样的呢?45年前,也就是1974年,IBM研究员发布了一篇揭开数据库技术的论文《SEQUEL:一门结构化的英语查询语言》,直到今天这门结构化的查询语言并没有太大的变化,相比于其他语言,SQL的半衰期可以说是非常长了。

SQL有两个重要的标准,分别是SQL92和SQL99,它们分别代表了92年和99年颁布的SQL标准,我们今天使用的SQL语言依然遵循这些标准。要知道92年是Windows3.1发布的时间,如今还有多少人记得它,但如果你从事数据分析,或者和数据相关的工作,依然会用到SQL语言。

作为技术和互联网行业的从业人员,我们总是希望能找到一个通用性强,变化相对少,上手相对容易的语言,SQL正是为数不多的,可以满足这三个条件的语言。

入门SQL并不难

SQL功能这么强大,那么学起来会很难吗?一点也不。SQL不需要像其他语言那样,学习起来需要大量的程序语言基础,SQL更像是一门英语,有一些简单的英语单词,当你使用它的时候,就好像在用英语与数据库进行对话。

学习SQL就像学习英文语法一样。SQL 是为数不多的声明性语言,这种语言的特点就是,你只需要告诉计算机,你想从原始数据中获取什么样的数据结果即可。比如我想找主要角色定位是战士的英雄,以及他们的英雄名和最大生命值,就可以输入下面的语言:

SELECT name, hp_max FROM heros WHERE role_main = '战士'

你能从这段代码看出,我们并没有告诉计算机该如何执行才能得到结果,这也是声明性语言最大的便捷性。我们不需要指定具体的执行步骤,比如先执行哪一步,再执行哪一步,在执行前是否要检查是否满足条件A等等这些传统的编程思维。

SQL语言定义了我们的需求,而不同的DBMS(数据库管理系统)则会按照指定的SQL帮我们提取想要的结果。

SQL 语法特性

SQL 是一种声明性的编程语言,语法接近于自然语言(英语)。通过几个简单的英文单词,例如 SELECT、INSERT、UPDATE、CREATE、DROP 等,完成大部分的数据库操作。以下是一个简单的查询示例:

SELECT emp_id, emp_name, salary
  FROM employee
 WHERE salary > 10000
 ORDER BY emp_id;

即使没有学过 SQL 语句,但只要知道几个单词的意思,就能明白该语句的作用。它查询员工表(employee)中月薪(salary)大于 10000 的员工,返回工号、姓名以及月薪,并且按照工号进行排序。可以看出,SQL 语句非常简单直观。

以上查询中的 SELECT、FROM 等称为关键字(也称为子句),一般大写;表名、列名等内容一般小写;分号(;)表示语句的结束。SQL 语句不区分大小写,但是遵循一定的规则可以让代码更容易阅读。

SQL 是一种声明式的语言,声明式语言的主要思想是告诉计算机想要什么结果(what),但不指定具体怎么做。这类语言还包括 HTML、正则表达式以及函数式编程等。

SQL面向集合

对于 SQL 语句而言,它所操作的对象是一个集合(表),操作的结果也是一个集合(表)。例如以下查询:

SELECT emp_id, emp_name, salary
  FROM employee;

其中 employee 是一个表,它是该语句查询的对象;同时,查询的结果也是一个表。所以,我们可以继续扩展该查询:

SELECT emp_id, emp_name, salary
  FROM (
       SELECT emp_id, emp_name, salary
         FROM employee
       ) dt;

我们将括号中的查询结果(取名为 dt)作为输入值,传递给了外面的查询;最终整个语句的结果仍然是一个表。

SQL 中的查询可以完成各种数据操作,例如过滤转换、分组汇总、排序显示等;但是它们本质上都是针对表的操作,结果也是表。

SQL是面向集合的

不仅仅是查询语句,SQL 中的插入、更新和删除都以集合为操作对象。我们再看一个插入数据的示例:

CREATE TABLE t(id INTEGER);

-- 适用于 MySQL、SQL Server 以及 PostgreSQL
INSERT INTO t(id)
VALUES (1), (2), (3);

我们首先使用 CREATE TABLE 语句创建了一个表,然后使用 INSERT INTO 语句插入数据。在执行插入操作之前,会在内存中创建一个包含 3 条数据的临时集合(表),然后将该集合插入目标表中。由于我们通常一次插入一条数据,以为是按照数据行进行插入;实际上,一条数据也是一个集合,只不过它只有一个元素而已。

Oracle 不支持以上插入多行数据的语法,可以使用下面的插入语句:

-- 适用于 Oracle
INSERT INTO t(id)
SELECT 1 FROM DUAL
 UNION ALL
SELECT 2 FROM DUAL
 UNION ALL
SELECT 3 FROM DUAL;

UNION ALL 是 SQL 中的并集运算,用于将两个集合组成一个更大的集合。此外,SQL 还支持交集运算(INTERSECT)、差集运算(EXCEPT)以及笛卡儿积(Cartesian product),它们也都是以集合为对象的操作。

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