【Mysql】万字长文带你快速掌握数据库基础概念及SQL基本操作

前言

为了巩固所学的知识，作者尝试着开始发布一些学习笔记类的博客，方便日后回顾。当然，如果能帮到一些萌新进行新技术的学习那也是极好的。作者菜菜一枚，文章中如果有记录错误，欢迎读者朋友们批评指正。
（博客的参考源码可以在我主页的资源里找到，如果在学习的过程中有什么疑问欢迎大家在评论区向我提出）

发现宝藏

前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。【宝藏入口】。

一、数据库相关概念

1. 什么是数据库

数据库是指一组相互关联的数据集合，它们以一定的方式组织、存储和管理，以方便数据的查找、访问和管理。在计算机科学中，数据库是一种用于存储和管理数据的软件系统，它支持数据的创建、读取、更新和删除操作

2. 数据库的种类

• 常见的数据库种类包括关系型数据库和非关系型数据库
• 关系型数据库是指使用关系模型来组织和管理数据的数据库。关系模型是一种基于表的数据模型，其中每个表代表一种实体类型，而每个行代表一个实体实例。关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）来管理和操作数据。常见的关系型数据库包括MySQL、Oracle 和 SQL Server 等
• 非关系型数据库是指不使用关系模型来组织和管理数据的数据库。它们使用不同的数据模型和查询语言来管理和操作数据。非关系型数据库通常用于处理大量非结构化数据，例如文本、图像和音频等。常见的非关系型数据库包括MongoDB、Redis和Cassandra等

3. Mysql 简介

1. 认识Mysql

MySQL是一种开源的关系型数据库管理系统（RDBMS），它是目前最流行和广泛使用的数据库之一。 MySQL以其高性能、可靠性和易用性而闻名，并被广泛应用于各种规模的应用程序和网站

2. MySQL的特点和功能

• 开源性：MySQL是开源软件，可以免费获得并进行修改和定制。这使得它非常适合个人开发者和小型企业
• 跨平台：MySQL可在多个操作系统上运行，包括Windows、Linux、macOS等，提供了广泛的平台支持
• 高性能：MySQL通过优化的查询处理、索引机制和缓存策略等技术，提供了出色的性能和响应速度。它能够处理大规模数据集和高并发访问
• 可扩展性：MySQL支持水平和垂直扩展，可以根据需求轻松地扩展数据库的容量和性能
• 完整的功能集：MySQL支持标准的SQL查询语言，具有丰富的特性和功能，包括事务支持、触发器、存储过程、复制和高可用性选项等
• 数据安全：MySQL提供了强大的安全机制，包括用户认证、权限管理、数据加密和安全连接等，以保护数据的机密性和完整性
• 大型社区支持：MySQL拥有庞大的开源社区，提供了丰富的文档、教程和支持资源。开发者可以从社区中获取帮助、分享经验和解决问题

总体而言，MySQL是一种可靠、高性能且易于使用的关系型数据库管理系统。无论是用于小型网站、企业应用还是大规模数据处理，MySQL都提供了强大的功能和灵活的解决方案。它是许多开发人员和组织构建可靠数据库应用程序的首选工具之一

4. SQL简介

SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）是一种用于管理关系型数据库的标准化查询语言。 SQL由美国国家标准学会（ANSI）和国际标准化组织（ISO）制定并标准化，它定义了一组操作关系型数据库的语法和语义规则。SQL被广泛应用于各种类型的应用程序和网站，并成为了处理和管理数据的标准方式

5. 数据库中常见的数据类型

• 在DDL（数据定义语言）中，您可以使用不同的数据类型来定义表中的列。不同的数据库管理系统（DBMS）支持的数据类型可能会有所不同，以下是一些常见的DDL表操作数据类型示例：

这些是一些常见的数据类型示例，实际上不同的DBMS可能还支持其他的数据类型或拥有特定的数据类型命名约定。在创建表时，您可以根据需要选择适当的数据类型来定义表中的列。确保根据数据的特性和需求选择正确的数据类型，以确保数据的准确性和一致性。

二、SQL基础

1. SQL通用语法

1. SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾
2. SQL语句可以使用空格/缩进来增强语句的可读性
3. MySQL数据库的SQL语句不区分大小写，关键字建议使用大写
4. 注释
   ---- 单行注释 ： - - 注释内容 或 # 注释内容(MySQL特有）
   ---- 多行注释 ： /注释内容/

2. SQL的主要分类

3. DDL（数据库，表，索引，视图）

在关系型数据库中，DDL（数据定义语言）扮演着至关重要的角色。DDL是一组用于定义数据库结构和模式的SQL命令，它使我们能够创建、修改和删除数据库对象，如表、视图和索引

1. DDL – 数据库操作

• 创建数据库（CRFATE DATABASE [ IF NOT EXISTS ] 数据库名 [DEFAULT CHARSET 字符集] [COLLATE 排序规则]）：例如，示例命令语句创建了一个名为"my_database"的数据库。

CREATE DATABASE my_database;

• 删除数据库（DROP DATABASE），例如，示例命令语句删除了名为"my_database"的数据库。

DROP DATABASE my_database;

• 查询所有数据库（SHOW DATABASES）

• 查询当前数据库 （SELECT DATABASE)

• 使用数据库 （USE 数据库名）

2. DDL – 表操作

• 创建表（CREATE TABLE）：创建表是数据库设计的第一步。使用CREATE TABLE语句可以定义表的名称、列名和数据类型。例如，下面的语句创建了一个名为"users"的表，包含id、name和age三个列：

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    age INT
);

• 查询表

1. 查询当前数据库所有表

SHOW TABLES

2. 查询表结构

DESC 表名

3. 查询指定表的建袭语句

SHOW CREATE TABLE 表名

• 修改表结构（ALTER TABLE）：在数据库使用过程中，可能需要修改表的结构，例如添加新列、更改列的数据类型或删除列。ALTER TABLE语句用于这些操作。下面是一些示例

1. 添加新列：

ALTER TABLE users
ADD email VARCHAR(100);

2. 修改列的数据类型

ALTER TABLE Customers
ADD COLUMN phone_number VARCHAR(20);

3. 删除列

ALTER TABLE users
DROP COLUMN email;

• 删除表（DROP TABLE）：如果不再需要某个表，可以使用DROP TABLE语句将其从数据库中删除。请谨慎使用该命令，因为删除表将同时删除表中的所有数据。示例如下

DROP TABLE users;

3. 创建索引（CREATE INDEX）

索引可以提高对表中数据的检索效率。 使用 CREATE INDEX 语句可以在表的列上创建索引。例如，以下命令在"users"表的"name"列上创建了一个索引

CREATE INDEX idx_users_name ON users (name);

4. 创建视图（CREATE VIEW）

视图是基于表的虚拟表，它是通过SELECT语句定义的。 使用 CREATE VIEW 语句可以创建视图。例如，以下命令创建了一个名为"active_users"的视图，该视图包含所有"users"表中状态为"active"的行

CREATE VIEW active_users AS
SELECT * FROM users WHERE status = 'active';

4. DML（数据的插入，更新，删除）

1. 认识DML

在关系型数据库中，DML（数据操纵语言）是一组用于操作数据库中数据的SQL命令。DML允许我们对表中的数据进行插入、更新、删除和查询操作，是SQL中最常用的部分之一

2. 插入数据（INSERT）

插入数据是向表中添加新行的操作。使用INSERT语句可以将数据插入到表中的特定列。 例如，下面的语句将一条新记录插入到名为"users"的表中

INSERT INTO users (name, age, email) VALUES ('John Doe', 25, 'johndoe@example.com');

• 给指定字段添加数据

1. 语法格式 ：INSERT INTO 表名(字段名1, 字段名2,…) VALUES (值1,值2,…);

• 给全部字段添加数据

语法格式：INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, …);

• 批量添加数据

语法格式：

1. INSERTINTO 表名(字段名1, 字段名2, …) VALUES(值1,值2,…), (值1,值2,…),(值1, 值2,…);
2. INSERTINTO 表名 VALUES (值1, 值2,…),(值1, 值2, …),(值1,值2,…) ;

• 注意事项

1. 插入数据时，指定的字段顺序需要与值的顺序是一一对应的
2. 字符串和日期型数据应该包含在引号中
3. 插入的数据大小，应该在字段的规定范围内

3. 更新数据（UPDATE）

更新数据是修改表中现有行的操作。使用UPDATE语句可以更改表中的数据。 例如，下面的语句将名为"John Doe"的用户年龄更新为30

UPDATE users SET age = 30 WHERE name = 'John Doe';

• 一般格式

1. 语法格式：UPDATE 表名 SET 字段名1 = 值1,字段名2= 值2,…[ WHERE 条件];

• 注意事项

修改语句的条件可以有，也可以没有，如果没有条件，则会修改整张表的所有数据

4. 删除数据（DELETE）

删除数据是从表中删除行的操作。使用DELETE语句可以删除满足特定条件的行。 例如，下面的语句将删除名为"John Doe"的用户

DELETE FROM users WHERE name = 'John Doe';

• 一般格式

1. 语法格式：DELETE FROM 表名[WHERE 条件]

• 注意事项

1. DELETE 语句的条件可以有，也可以没有，如果没有条件，则会删除整张表的所有数据
2. DELETE 语句不能删除某一个字段的值(可以使用UPDATE)。

5. DQL（数据查询）

1. 认识DQL

在关系型数据库中，DQL（数据查询语言）是一组用于从数据库中检索数据的SQL命令。DQL允许我们以各种条件和方式查询表中的数据，获取所需的结果

2. 基本查询（SELECT）

• 查询多个字段

语法格式

1. SELECT 字段1,字段2, 字段3 … FROM 表名)
2. SELECT*FROM 表名:

SELECT * FROM users;

基本查询是最常见的DQL操作，用于从表中检索数据。 使用SELECT语句可以选择列和行，从而获取所需的数据。例如，上面的语句将检索名为"users"的所有行和列

• 设置别名

语法格式：SELECT 字段1 [AS 别名1],字段2 [AS 别名2] … FROM 表名

• 去除重复记录

语法格式：SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名

3. 条件查询（WHERE）

条件查询允许我们根据指定的条件检索符合条件的数据。 使用WHERE子句可以过滤查询结果。例如，下面的语句将检索名为"John Doe"的用户信息

SELECT * FROM users WHERE name = 'John Doe';

• 一般格式

语法格式：SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表

• 条件列表

4. 排序查询（ORDER BY）

排序查询允许我们按照指定的列对查询结果进行排序。使用ORDER BY子句可以按升序（ASC）或降序（DESC）对查询结果进行排序。 例如，下面的语句将按年龄对用户进行降序排序

SELECT * FROM users ORDER BY age DESC;

• 一般格式

1. 语法格式：SELECT 字段列表 FROM 表名 ORDER BY 字段1 排序方式1,字段2 排序方式2

• 排序方式

1. ASC:升序 (默认值)
2. DESC:降序

5. 聚合查询（GROUP BY)

聚合查询允许我们根据指定的列对数据进行分组，并对每个组应用聚合函数（如SUM、COUNT、AVG等），使用GROUP BY子句可以执行聚合查询。 例如，下面的语句将计算每个城市的用户数量

SELECT city, COUNT(*) FROM users GROUP BY city;

• 一般格式

1. 语法格式：SELECT 聚合函数(字段列表) FROM 表名

• 常见聚合函数

• 注意

null值不参与所有聚合函数运算

6. 分组查询

数据库分组查询是一种对数据库表进行聚合计算和分组的查询方式。 它可以根据指定的字段进行分组，并对每个分组进行聚合计算，例如求和、平均值、最大值、最小值等 。常见的分组查询语句是SQL语句中的GROUP BY子句。 下面是一个示例，它查询一个订单表中每个客户的总订单金额：

SELECT customer_id, SUM(total_amount)
FROM orders
GROUP BY customer_id;

在上面的查询中，GROUP BY子句指定了按照customer_id字段进行分组，SUM函数对每个分组内的total_amount字段进行求和计算。查询结果将返回每个客户的customer_id和对应的总订单金额

• 一般格式

1. 语法格式：SELECT 字段列表 FROM 表名[WHERE 条件] GROUP BY 分组字段名[HAVING 分组后过滤条件];

• where与having区别

1. 执行时机不同: where是分组之前进行过滤，不满足where条件，不参与分组，而having是分组之后对结果进行过滤。
2. 判断条件不同: where不能对聚合函数进行判断，而having可以

7. 分页查询

分页查询是一种对数据库中的数据进行分段查询的方式，通常用于显示大量数据的情况下，将数据分页显示，提高浏览效率。分页查询可以通过LIMIT和OFFSET关键字来实现。

• 一般格式

1. 语法格式：SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引查询记录数;

假设我们有一个员工表，其中包含员工的姓名和工资信息，我们想要查询前10个工资最高的员工，并按照工资从高到低排序，可以使用以下SQL语句：

SELECT name, salary
FROM employees
ORDER BY salary DESC
LIMIT 10;

在上面的查询中，我们使用ORDER BY子句按照工资从高到低进行排序，并使用LIMIT关键字限制返回的记录数为10条。这将返回工资最高的前10个员工的姓名和工资信息。

如果我们想要从第11个记录开始查询下一页数据，可以使用OFFSET关键字，例如：

SELECT name, salary
FROM employees
ORDER BY salary DESC
LIMIT 10 OFFSET 10;

这个查询将返回第11到第20个工资最高的员工的姓名和工资信息

• 注意

1. 起始索引从0开始，起始索引= (查询页码 -1) * 每页显示记录数
2. 分页查询是数据库的方言，不同的数据库有不同的实现，MysQL中是LIMIT
3. 如果查询的是第一页数据，起始索引可以省略，直接简写为 limit 10
4. 在使用OFFSET时应当考虑到数据的变化，因为如果在两次分页查询之间有新的数据被添加或删除，可能会导致分页结果出现重叠或遗漏的情况

8. 连接查询（JOIN）

连接查询允许我们从多个表中检索相关数据。使用JOIN子句可以根据指定的条件将多个表连接起来。 例如，下面的语句将从"users"表和"orders"表中检索有关用户和订单的信息

SELECT users.name, orders.order_id FROM users JOIN orders ON users.id = orders.user_id;

9. DQL执行顺序

6. DCL（数据访问权限控制）

1. 认识DCL

在关系型数据库中，DCL（数据控制语言）是一组用于管理和控制数据库中的数据访问权限的SQL命令。 通过使用DCL命令，我们可以定义用户权限、授予或撤销权限，并管理数据库对象的安全性

2. 用户权限管理

• 基础命令

用户权限管理是DCL的重要部分，它涉及定义和管理用户对数据库的访问权限。
以下是一些常用的DCL命令用于用户权限管理

• 示例

查询用户

USE mysql;
SELECT * FROM user;

创建用户

CREATE USER  '用户名'@'主机名' IDENTIFIED BY '密码'

修改用户密码

ALTER USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '新密码';

删除用户

DROP USER '用户名'@'主机名';

• 注意

1. 主机名可以使用 % 通配
2. 这类SQL开发人员操作的比较少，主要是DBA ( Database Administrator 数据库管理员) 使用

3. 对象权限管理

• 基础权限

对象权限管理涉及定义和管理用户对数据库对象（如表、视图、存储过程等）的访问权限。 以下是一些常用的DCL命令用于对象权限管理

• 示例

1. 查权限

SHOW GRANTS FOR '用户名'@'主机名';

2. 授予权限

GRANT 权限列表 ON 数据库名.表名 TO '用户名'@'主机名'

3. 撤销权限

REVOKE 权限列表 ON 数据库名.表名 FROM '用户名'@'主机名';

• 注意

1. 多个权限之间，使用逗号分隔
2. 授权时，数据库名和表名可必使用 * 进行通配，代表所有

4. 事务管理

事务管理是DCL的一部分，它涉及控制和管理数据库中的事务。 以下是一些常用的DCL命令用于事务管理

5. 数据库对象的安全性

DCL也涉及管理和维护数据库对象的安全性。 以下是一些常用的DCL命令用于数据库对象的安全性管理

三、SQL入门案例

1. DDL入门案例

• 案例需求：设计一张员工信息表，要求如下:

1. 编号(纯数字)
2. 员工工号(字符串类型，长度不超过10位)
3. 员工姓名(字符串类型，长度不超过10位)
4. 性别(男/女，存储一个汉字)
5. 年龄(正常人年龄，不可能存储负数)
6. 身份证号(二代身份证号均为18位，身份证中有X这样的字符)
7. 入职时间 (取值年月日即可)

• SQL语句

CREATE TABLE employee (
  id INT PRIMARY KEY COMMENT '编号',
  employee_number VARCHAR(10) COMMENT '员工工号',
  name VARCHAR(10) COMMENT '员工姓名',
  gender CHAR(1) COMMENT '男/女',
  age TINYINT COMMENT '正常人年龄，不可能存储负数',
  id_card CHAR(18) COMMENT '二代身份证号均为18位，身份证中有X这样的字符',
  hire_date DATE COMMENT '取值年月日即可'
) COMMENT '员工信息表';

• 效果及解析

在上面的表中，每个字段的含义如下：

1. id: 员工信息的唯一编号，采用纯数字类型，使用INT类型，作为表的主键，中文别名为“编号”。
2. employee_number: 员工工号，采用字符串类型，长度不超过10位，使用VARCHAR(10)类型，中文别名为“员工工号”。
3. name: 员工姓名，采用字符串类型，长度不超过10位，使用VARCHAR(10)类型，中文别名为“员工姓名”。
4. gender: 员工性别，使用一个汉字表示，采用CHAR(1)类型，中文别名为“性别”。
5. age: 员工年龄，采用TINYINT类型，适合存储正常人的年龄，不可能存储负数，中文别名为“年龄”。
6. id_card: 员工身份证号，采用CHAR(18)类型，适合存储18位身份证号码，包括可能出现的字符X，中文别名为“身份证号”。
7. hire_date: 员工入职时间，采用DATE类型，存储年月日即可，中文别名为“入职时间”。

2. DML入门案例

假设我们有一个学生表，其中包含学生的学号、姓名、年龄和班级信息。我们可以使用DML语句向该表中插入一条学生记录，例如：

INSERT INTO students (id, name, age, class)
VALUES ('1001', '张三', 18, '一班');

在上面的语句中，我们使用INSERT INTO关键字指定要插入数据的表名和列名，并使用VALUES关键字指定要插入的数据值。这个语句将向students表中插入一条学号为’1001’，姓名为’张三’，年龄为18，班级为’一班’的学生记录。

接下来，我们可以使用UPDATE语句来修改该学生的年龄信息，例如：

UPDATE students
SET age = 19
WHERE id = '1001';

在上面的语句中，我们使用UPDATE关键字指定要更新的表名和列名，并使用SET关键字指定要更新的数据值。这个语句将更新学号为’1001’的学生的年龄为19岁。

最后，我们可以使用DELETE语句来删除该学生的记录，例如：

DELETE FROM students
WHERE id = '1001';

在上面的语句中，我们使用DELETE FROM关键字指定要删除的表名，并使用WHERE关键字指定要删除的记录条件。这个语句将删除学号为’1001’的学生记录。

需要注意的是，DML语句会对数据库中的数据进行增删改操作，因此在使用时需要谨慎，避免误操作造成数据丢失或数据不一致的情况。

3. DQL入门案例

1. 查询年龄为20,21,22,23岁的员工信息

SELECT *
FROM employees
WHERE age IN (20, 21, 22, 23);

2. 查询性别为 男，并且年龄在 20-40 岁(含)以内的姓名为三个字的员工

SELECT name
FROM employees
WHERE gender = '男' AND age BETWEEN 20 AND 40 AND LENGTH(name) = 3;

3. 统计员工表中年龄小于60岁的，男性员工和女性员工的人数

SELECT gender, COUNT(*)
FROM employees
WHERE age < 60
GROUP BY gender;

4. 查询所有年龄小于等于35岁员工的姓名和年龄，并对查询结果按年龄升序排序，如果年龄相同按入职时间降序排序

SELECT name, age
FROM employees
WHERE age <= 35
ORDER BY age ASC, hire_date DESC;

5. 查询性别为男，且年龄在20-40 岁(含)以内的前5个员工信息，对查询的结果按年龄升序排序，年龄相同按入职时间升序排序

SELECT *
FROM employees
WHERE gender = '男' AND age BETWEEN 20 AND 40
ORDER BY age ASC, hire_date ASC
LIMIT 5;

4. DCL入门案例

• 案例背景：

假设我们有一个名为"OnlineStore"的关系型数据库，其中包含以下两个表：Customers（顾客）和Orders（订单）。我们希望通过DCL命令来管理和控制用户对这些表的访问权限

• 用户权限管理：

首先，我们需要创建一个新用户，并分配用户名和密码。假设我们要创建一个名为"manager"的用户。下面是创建用户的DCL命令

CREATE USER manager IDENTIFIED BY 'password';

接下来，我们可以使用GRANT命令授予用户相应的权限。例如，我们可以授予"manager"用户对Customers表的SELECT和INSERT权限。下面是授予权限的DCL命令

GRANT SELECT, INSERT ON Customers TO manager;

• 对象权限管理：

在上述案例中，我们已经授予了"manager"用户对Customers表的SELECT和INSERT权限。现在，假设我们想撤销该用户对Customers表的INSERT权限。下面是撤销权限的DCL命令

REVOKE INSERT ON Customers FROM manager;

此时，"manager"用户只能对Customers表执行SELECT操作，而无法执行INSERT操作

• 事务管理：

事务管理是DCL的一部分，它涉及控制和管理数据库中的事务。假设我们想在Orders表中插入一条新订单，并确保该操作是原子的（要么全部成功，要么全部回滚）。下面是使用事务管理的DCL命令

BEGIN TRANSACTION;
INSERT INTO Orders (order_id, customer_id, total_amount) VALUES (1, 1001, 50.00);
COMMIT;

如果在插入订单的过程中发生任何错误，可以使用ROLLBACK命令回滚事务，撤销已执行的操作，恢复到事务开始之前的状态

• 数据库对象的安全性：

DCL也涉及管理和维护数据库对象的安全性。假设我们想创建一个新的模式（Schema）来存储敏感数据，并将其保护起来，只允许特定的用户访问。下面是创建模式和设置权限的DCL命令

CREATE SCHEMA secure_schema;
GRANT ALL PRIVILEGES ON SCHEMA secure_schema TO manager;

通过以上命令，我们创建了一个名为"secure_schema"的模式，并授予"manager"用户对该模式的所有权限

总结

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