第43课：SQL详解之DQL

接下来，我们利用之前创建的学校选课系统数据库，为大家讲解 DQL 的应用。无论对于开发人员还是数据分析师，DQL 都是非常重要的，它关系着我们能否从关系数据库中获取我们需要的数据。建议大家把上上一节课中建库建表的 DDL 以及上一节课中插入数据的 DML 重新执行一次，确保表和数据跟没有问题再执行下面的操作。

use `school`;

-- 01. 查询所有学生的所有信息
select *
  from tb_student;
  
select stu_id
     , stu_name
     , stu_sex
     , stu_birth
     , stu_addr
     , col_id
  from tb_student;

-- 02. 查询学生的学号、姓名和籍贯(投影和别名)
select stu_id as 学号
     , stu_name as 姓名
     , stu_addr as 籍贯
  from tb_student;

-- 03. 查询所有课程的名称及学分(投影和别名)
select cou_name as 课程名称
     , cou_credit as 学分
  from tb_course;

-- 04. 查询所有女学生的姓名和出生日期(数据筛选)
select stu_name
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_sex = 0;

-- 05. 查询籍贯为“四川成都”的女学生的姓名和出生日期(数据筛选)
select stu_name
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_sex = 0 and stu_addr = '四川成都';

-- 06. 查询籍贯为“四川成都”或者性别是女的学生(数据筛选)
select stu_name
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_sex = 0 or stu_addr = '四川成都';

-- 07. 查询所有80后学生的姓名、性别和出生日期(数据筛选)
select stu_name
     , stu_sex
     , stu_birth
  from tb_student
 where '1980-1-1' <= stu_birth and stu_birth <= '1989-12-31';
 
select stu_name
     , stu_sex
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_birth between '1980-1-1' and '1989-12-31';

-- MySQL方言
select stu_name
     , if(stu_sex, '男', '女') as stu_sex
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_birth between '1980-1-1' and '1989-12-31';

select stu_name
     , case stu_sex 
            when 1 then '男' 
            else '女'
	   end as stu_sex
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_birth between '1980-1-1' and '1989-12-31';

-- 08. 查询学分大于2分的课程名称和学分(数据筛选)
select cou_name
     , cou_credit
  from tb_course
 where cou_credit > 2;

-- 09. 查询学分是奇数的课程的名称和学分(数据筛选)
select cou_name
     , cou_credit
  from tb_course
 where cou_credit mod 2 <> 0;

-- 10. 查询选择选了1111的课程考试成绩在90分以上的学生学号(数据筛选)
select stu_id
  from tb_record
 where cou_id = 1111 and score > 90;

-- 11. 查询名字叫“杨过”的学生的姓名和性别
select stu_name
     , stu_sex
  from tb_student
 where stu_name = '杨过';
    
-- 12. 查询姓“杨”的学生姓名和性别(模糊查询)
-- wild card - 通配符 - % - 代表零个或任意多个字符
select stu_name
     , stu_sex
  from tb_student
 where stu_name like '杨%';

-- 13. 查询姓“杨”名字两个字的学生姓名和性别(模糊查询)
-- wild card - 通配符 - _ - 精确匹配一个字符
select stu_name
     , stu_sex
  from tb_student
 where stu_name like '杨_';

-- 14. 查询姓“杨”名字三个字的学生姓名和性别(模糊查询)
select stu_name
     , stu_sex
  from tb_student
 where stu_name like '杨__';

-- 15. 查询名字中有“不”字或“嫣”字的学生的姓名(模糊查询)
select stu_name
  from tb_student
 where stu_name like '%不%' or stu_name like '%嫣%';
 
select stu_name
  from tb_student
 where stu_name like '%不%'
 union
select stu_name
  from tb_student
 where stu_name like '%嫣%';
 
update tb_student
   set stu_name = '岳不嫣'
 where stu_id = 1572;

select stu_name
  from tb_student
 where stu_name like '%不%'
 union all
select stu_name
  from tb_student
 where stu_name like '%嫣%';

-- 16. 查询姓“杨”或姓“林”名字三个字的学生的姓名(正则表达式模糊查询)
-- regular expression
select stu_name
  from tb_student
 where stu_name regexp '[杨林][\\u4e00-\\u9fa5]{2}';

-- 17. 查询没有录入籍贯的学生姓名(空值处理)
select stu_name
  from tb_student
 where stu_addr is null or trim(stu_addr) = '';
 
update tb_student
   set stu_addr = ' '
 where stu_id = 1572;

-- 18. 查询录入了籍贯的学生姓名(空值处理)
select stu_name
  from tb_student
 where stu_addr is not null and trim(stu_addr) <> '';

-- 19. 查询学生选课的所有日期(去重)
select distinct sel_date
  from tb_record;

-- 20. 查询学生的籍贯(空值处理和去重)
select distinct stu_addr
  from tb_student
 where stu_addr is not null and trim(stu_addr) <> '';

-- 21. 查询男学生的姓名和生日按年龄从大到小排列(排序)
-- ascending / descending
select stu_name
     , stu_birth
  from tb_student
 where stu_sex = 1
 order by stu_birth asc;

-- 22. 将上面查询中的生日换算成年龄(日期函数、数值函数)
-- 获取当前日期：curdate()
-- 计算时间差：timestampdiff(unit, date1, date2)
select stu_name
     , timestampdiff(year, stu_birth, curdate()) as stu_age
  from tb_student
 where stu_sex = 1
 order by stu_age desc;

-- 聚合函数：max / min / avg / sum / count / std / variance
-- 聚合函数会自动忽略掉null
-- 23. 查询年龄最大的学生的出生日期(聚合函数)
select min(stu_birth)
  from tb_student;

-- 24. 查询年龄最小的学生的出生日期(聚合函数)
select max(stu_birth)
  from tb_student;

-- 25. 查询编号为1111的课程考试成绩的最高分(聚合函数)
select max(score)
  from tb_record
 where cou_id = 1111;

-- 26. 查询学号为1001的学生考试成绩的最低分(聚合函数)
select min(score)
  from tb_record
 where stu_id = 1001;

-- 27. 查询学号为1001的学生考试成绩的平均分和标准差(聚合函数)
-- 四舍五入函数：round(num, n)
select round(avg(score), 1) as avg_score
     , round(std(score), 4) as std_score
  from tb_record
 where stu_id = 1001;

-- 28. 查询学号为1001的学生考试成绩的平均分，如果有null值，null值算0分(聚合函数)
select sum(score) / count(*)
  from tb_record
 where stu_id = 1001;

-- 29. 查询男女学生的人数(分组和聚合函数)
select case stu_sex when 1 then '男' else '女' end as stu_sex
     , count(*) as total
  from tb_student
 group by stu_sex;

-- 30. 查询每个学院学生人数(分组和聚合函数)
select col_id
     , count(*) as total
  from tb_student
 group by col_id
  with rollup;

-- 31. 查询每个学院男女学生人数(分组和聚合函数)
select col_id
     , case stu_sex when 1 then '男' else '女' end as stu_sex
     , count(*) as total
  from tb_student
 group by col_id, stu_sex;

-- 32. 查询选课学生的学号和平均成绩(分组和聚合函数)
select stu_id
     , round(avg(score), 1) as avg_score
  from tb_record
 group by stu_id;

-- 33. 查询平均成绩大于等于90分的学生的学号和平均成绩(分组和聚合函数)
-- 结论：分组前的筛选使用where子句，分组后的筛选使用having子句
select stu_id
     , round(avg(score), 1) as avg_score
  from tb_record
 group by stu_id
having avg(score) >= 90;

-- 34. 查询所有课程成绩大于80分的同学的学号(分组和聚合函数)
select stu_id
  from tb_record
 group by stu_id
having min(score) > 80;

-- Error Code: 1242. Subquery returns more than 1 row
select stu_id
	 , stu_name
  from tb_student
 where stu_id in (select stu_id
					from tb_record
				   group by stu_id
				  having min(score) > 80);

-- 35. 查询年龄最大的学生的姓名(嵌套查询)
-- 嵌套查询/子查询：把一个查询的结果作为另外一个查询的一部分来使用
select @a := min(stu_birth)
  from tb_student;
  
select stu_name
  from tb_student
 where stu_birth = @a;
 
select stu_name
  from tb_student
 where stu_birth = (select min(stu_birth)
                      from tb_student);

-- 36. 查询选了两门以上的课程的学生姓名(嵌套查询/分组/数据筛选)
select stu_name
  from tb_student
 where stu_id in (select stu_id
                    from tb_record
                   group by stu_id
                  having count(*) > 2);

-- 37. 查询学生的姓名、生日和所在学院名称(连接查询)
select stu_name
     , stu_birth
     , col_name
  from tb_student, tb_college
 where tb_student.col_id = tb_college.col_id;

select stu_name
     , stu_birth
     , col_name
  from tb_student inner join tb_college
       on tb_student.col_id = tb_college.col_id;

select stu_name
     , stu_birth
     , col_name
  from tb_student natural join tb_college;

-- 38. 查询学生姓名、课程名称以及成绩(连接查询)
select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student, tb_course, tb_record
 where tb_student.stu_id = tb_record.stu_id
       and tb_course.cou_id = tb_record.cou_id
       and score is not null;

select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student 
	   inner join tb_record
           on tb_student.stu_id = tb_record.stu_id
	   inner join tb_course
           on tb_course.cou_id = tb_record.cou_id
 where score is not null;
 
select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student 
       natural join tb_record 
	   natural join tb_course
 where score is not null;
 
-- 39. 上面的查询结果按课程和成绩排序取前5条数据(分页查询)
select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student 
       natural join tb_record 
	   natural join tb_course
 where score is not null
 order by cou_id asc, score desc
 limit 5;

-- 40. 上面的查询结果按课程和成绩排序取第6-10条数据(分页查询)
select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student 
       natural join tb_record 
	   natural join tb_course
 where score is not null
 order by cou_id asc, score desc
 limit 5
offset 5;

-- 41. 上面的查询结果按课程和成绩排序取第11-15条数据(分页查询)
select stu_name
     , cou_name
     , score
  from tb_student 
       natural join tb_record 
	   natural join tb_course
 where score is not null
 order by cou_id asc, score desc
 limit 5
offset 10;

-- 42. 查询选课学生的姓名和平均成绩(嵌套查询和连接查询)
select stu_name
     , avg_score
  from tb_student
       natural join (select stu_id
						  , avg(score) as avg_score
					   from tb_record
					  group by stu_id) as tmp;

-- 43. 查询学生的姓名和选课的数量(嵌套查询和连接查询)
select stu_name
     , total
  from tb_student
       inner join (select stu_id
						, count(*) as total
					 from tb_record
					group by stu_id) as tmp
	       on tb_student.stu_id = tmp.stu_id;

-- 44. 查询所有学生的姓名和选课数量(左外连接和嵌套查询)
-- 左外连接：把左表（写在join左边的表）所有的数据都拿到，不满足连表条件的地方填充null - left outer join
-- 右外连接：把右表（写在join右边的表）所有的数据都拿到，不满足连表条件的地方填充null - right outer join
-- 全外连接：把左表和右表的数据全部拿到即便它们不满足连表条件，MySQL不支持全外连接 - full outer join
select stu_name
     , coalesce(total, 0) as total
  from tb_student
       left join (select stu_id
					   , count(*) as total
					from tb_record
				   group by stu_id) as tmp
	       on tb_student.stu_id = tmp.stu_id;

-- 45. 查询没有选课的学生的姓名(左外连接和数据筛选)
select stu_name
  from tb_student
       left join tb_record
	       on tb_student.stu_id = tb_record.stu_id
 where tb_record.stu_id is null;

上面的 DQL 有几个地方需要加以说明：

MySQL目前的版本不支持全外连接，上面我们通过union操作，将左外连接和右外连接的结果求并集实现全外连接的效果。大家可以通过下面的图来加深对连表操作的认识。
MySQL 中支持多种类型的运算符，包括：算术运算符（+、-、*、/、%）、比较运算符（=、<>、<=>、<、<=、>、>=、BETWEEN...AND...、IN、IS NULL、IS NOT NULL、LIKE、RLIKE、REGEXP）、逻辑运算符（NOT、AND、OR、XOR）和位运算符（&、|、^、~、>>、<<），我们可以在 DML 中使用这些运算符处理数据。

在查询数据时，可以在SELECT语句及其子句（如WHERE子句、ORDER BY子句、HAVING子句等）中使用函数，这些函数包括字符串函数、数值函数、时间日期函数、流程函数等，如下面的表格所示。

常用字符串函数。

函数	功能
`CONCAT`	将多个字符串连接成一个字符串
`FORMAT`	将数值格式化成字符串并指定保留几位小数
`FROM_BASE64` / `TO_BASE64`	BASE64解码/编码
`BIN` / `OCT` / `HEX`	将数值转换成二进制/八进制/十六进制字符串
`LOCATE`	在字符串中查找一个子串的位置
`LEFT` / `RIGHT`	返回一个字符串左边/右边指定长度的字符
`LENGTH` / `CHAR_LENGTH`	返回字符串的长度以字节/字符为单位
`LOWER` / `UPPER`	返回字符串的小写/大写形式
`LPAD` / `RPAD`	如果字符串的长度不足，在字符串左边/右边填充指定的字符
`LTRIM` / `RTRIM`	去掉字符串前面/后面的空格
`ORD` / `CHAR`	返回字符对应的编码/返回编码对应的字符
`STRCMP`	比较字符串，返回-1、0、1分别表示小于、等于、大于
`SUBSTRING`	返回字符串指定范围的子串

常用数值函数。

函数	功能
`ABS`	返回一个数的绝度值
`CEILING` / `FLOOR`	返回一个数上取整/下取整的结果
`CONV`	将一个数从一种进制转换成另一种进制
`CRC32`	计算循环冗余校验码
`EXP` / `LOG` / `LOG2` / `LOG10`	计算指数/对数
`POW`	求幂
`RAND`	返回[0,1)范围的随机数
`ROUND`	返回一个数四舍五入后的结果
`SQRT`	返回一个数的平方根
`TRUNCATE`	截断一个数到指定的精度
`SIN` / `COS` / `TAN` / `COT` / `ASIN` / `ACOS` / `ATAN`	三角函数

常用时间日期函数。

函数	功能
`CURDATE` / `CURTIME` / `NOW`	获取当前日期/时间/日期和时间
`ADDDATE` / `SUBDATE`	将两个日期表达式相加/相减并返回结果
`DATE` / `TIME`	从字符串中获取日期/时间
`YEAR` / `MONTH` / `DAY`	从日期中获取年/月/日
`HOUR` / `MINUTE` / `SECOND`	从时间中获取时/分/秒
`DATEDIFF` / `TIMEDIFF`	返回两个时间日期表达式相差多少天/小时
`MAKEDATE` / `MAKETIME`	制造一个日期/时间

常用流程函数。

函数	功能
`IF`	根据条件是否成立返回不同的值
`IFNULL`	如果为NULL则返回指定的值否则就返回本身
`NULLIF`	两个表达式相等就返回NULL否则返回第一个表达式的值

其他常用函数。

函数	功能
`MD5` / `SHA1` / `SHA2`	返回字符串对应的哈希摘要
`CHARSET` / `COLLATION`	返回字符集/校对规则
`USER` / `CURRENT_USER`	返回当前用户
`DATABASE`	返回当前数据库名
`VERSION`	返回当前数据库版本
`FOUND_ROWS` / `ROW_COUNT`	返回查询到的行数/受影响的行数
`LAST_INSERT_ID`	返回最后一个自增主键的值
`UUID` / `UUID_SHORT`	返回全局唯一标识符

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