• 关系型数据库之Mysql


    简介

    • 主要知识点包括:能够与mysql建立连接,创建数据库、表,分别从图形界面与脚本界面两个方面讲解
    • 相关的知识点包括:E-R关系模型,数据库的3范式,mysql中数据字段的类型,字段约束
    • 数据库的操作主要包括:
      • 数据库的操作,包括创建、删除
      • 表的操作,包括创建、修改、删除
      • 数据的操作,包括增加、修改、删除、查询,简称crud
    • 学生表结构:
      • id
      • 名称
      • 性别
      • 地址
      • 生日
    • 科目表结构:
      • id
      • 名称

    数据库简介

    • 人类在进化的过程中,创造了数字、文字、符号等来进行数据的记录,但是承受着认知能力和创造能力的提升,数据量越来越大,对于数据的记录和准确查找,成为了一个重大难题
    • 计算机诞生后,数据开始在计算机中存储并计算,并设计出了数据库系统
    • 数据库系统解决的问题:持久化存储,优化读写,保证数据的有效性
    • 当前使用的数据库,主要分为两类
      • 文档型,如sqlite,就是一个文件,通过对文件的复制完成数据库的复制
      • 服务型,如mysql、postgre,数据存储在一个物理文件中,但是需要使用终端以tcp/ip协议连接,进行数据库的读写操作

    E-R模型

    • 当前物理的数据库都是按照E-R模型进行设计的
    • E表示entry,实体
    • R表示relationship,关系
    • 一个实体转换为数据库中的一个表
    • 关系描述两个实体之间的对应规则,包括
      • 一对一
      • 一对多
      • 多对多
    • 关系转换为数据库表中的一个列 *在关系型数据库中一行就是一个对象

    三范式

    • 经过研究和对使用中问题的总结,对于设计数据库提出了一些规范,这些规范被称为范式
    • 第一范式(1NF):列不可拆分
    • 第二范式(2NF):唯一标识
    • 第三范式(3NF):引用主键
    • 说明:后一个范式,都是在前一个范式的基础上建立的

    安装

    • 安装
      sudo apt-get install mysql-server mysql-client
      然后按照提示输入

    管理服务

    • 启动
      service mysql start
    • 停止
      service mysql stop
    • 重启
      service mysql restart

    允许远程连接

    • 找到mysql配置文件并修改
      sudo vi /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf
      将bind-address=127.0.0.1注释
    • 登录mysql,运行命令
      grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'mysql' with grant option;
      flush privileges;
    • 重启mysql

    数据完整性

    • 一个数据库就是一个完整的业务单元,可以包含多张表,数据被存储在表中
    • 在表中为了更加准确的存储数据,保证数据的正确有效,可以在创建表的时候,为表添加一些强制性的验证,包括数据字段的类型、约束

    字段类型

    • 在mysql中包含的数据类型很多,这里主要列出来常用的几种
    • 数字:int,decimal
    • 字符串:varchar,text
    • 日期:datetime
    • 布尔:bit

    约束

    • 主键primary key
    • 非空not null
    • 惟一unique
    • 默认default
    • 外键foreign key

    使用图形窗口连接

    • 下发windows的navicat
    • 点击“连接”弹出窗口,按照提示填写连接信息,如下图

    • 连接成功后,会在连接名称下面显示出当前的数据库
    • 双击选中数据库,就可以编辑此数据库
    • 下次再进入此软件时,通过双击完成连接、编辑操作

    数据库操作

    • 在连接的名称上右击,选择“新建数据库”,弹出窗口,并按提示填写

    • 在数据库上右击,选择“删除数据库”可以完成删除操作

    表操作

    • 当数据库显示为高亮时,表示当前操作此数据库,可以在数据中创建表
    • 一个实体对应一张表,用于存储特定结构的数据
    • 点击“新建表”,弹出窗口,按提示填写信息

    • 主键的名称一般为id,设置为int型,无符号数,自动增长,非空
    • 自动增长表示由mysql系统负责维护这个字段的值,不需要手动维护,所以不用关心这个字段的具体值
    • 字符串varchar类型需要设置长度,即最多包含多少个字符
    • 点击“添加栏位”,可以添加一个新的字段
    • 点击“保存”,为表定义名称

    数据操作

    • 表创建成功后,可以在右侧看到,双击表打开新窗口,如下图

    • 在此窗口中可以增加、修改、删除数据

    逻辑删除

    • 对于重要数据,并不希望物理删除,一旦删除,数据无法找回
    • 一般对于重要数据,会设置一个isDelete的列,类型为bit,表示逻辑删除
    • 大于大量增长的非重要数据,可以进行物理删除
    • 数据的重要性,要根据实际开发决定

    使用命令连接

    • 命令操作方式,在工作中使用的更多一些,所以要达到熟练的程度
    • 打开终端,运行命令
      mysql -uroot -p
      回车后输入密码,当前设置的密码为mysql
    • 连接成功后如下图

    • 退出登录
      quit或exit
    • 退出成功后如下图

    • 登录成功后,输入如下命令查看效果
      查看版本:select version();
      显示当前时间:select now();
    • 注意:在语句结尾要使用分号;
    • 远程连接

    • 一般在公司开发中,可能会将数据库统一搭建在一台服务器上,所有开发人员共用一个数据库,而不是在自己的电脑中配置一个数据库
    • 运行命令
    mysql -hip地址 -uroot -p
    • -h后面写要连接的主机ip地址
    • -u后面写连接的用户名
    • -p回车后写密码

    数据库操作

    • 创建数据库
    create database 数据库名 charset=utf8;v
    • 删除数据库
      drop database 数据库名;
    • 切换数据库
      use 数据库名;
    • 查看当前选择的数据库
      select database();

      表操作

    • 查看当前数据库中所有表
      show tables;
    • 创建表

    auto_increment表示自动增长

    create table 表名(列及类型);
    如:
    create table students(
    id int auto_increment primary key,
    sname varchar(10) not null
    );
    •  修改表
      alter table 表名 add|change|drop 列名 类型;
      如:
      alter table students add birthday datetime;
    • 删除表
    drop table 表名;
    • 查看表结构
      desc 表名;
    • 更改表名称
    rename table 原表名 to 新表名;
    • 查看表的创建语句
      show create table '表名';

      数据操作

    • 查询
      select * from 表名
    • 增加
    全列插入:insert into 表名 values(...)
    缺省插入:insert into 表名(列1,...) values(值1,...)
    同时插入多条数据:insert into 表名 values(...),(...)...;
    或insert into 表名(列1,...) values(值1,...),(值1,...)...;
    • 主键列是自动增长,但是在全列插入时需要占位,通常使用0,插入成功后以实际数据为准
    • 修改
      update 表名 set 列1=值1,... where 条
    • 删除
      delete from 表名 where 条件
    • 逻辑删除,本质就是修改操作update
      alter table students add isdelete bit default 0;
      如果需要删除则
      update students isdelete=1 where ...;

      备份与恢复

      数据备份

    • 进入超级管理员
      sudo -s
    • 进入mysql库目录
      cd /var/lib/mysql
    • 运行mysqldump命令
      ysqldump –uroot –p 数据库名 > ~/Desktop/备份文件.sql;
      按提示输入mysql的密码

      数据恢复

    • 连接mysqk,创建数据库
    • 退出连接,执行如下命令
    mysql -uroot –p 数据库名 < ~/Desktop/备份文件.sql
    根据提示输入mysql密码

    总结

    • 数据库解决的问题,E-R模型,三范式
    • 图形界面操作数据库、表、数据
    • 命令行操作数据库、表、数据

    表查询简介

    • 查询的基本语法
      select * from 表名;
    • from关键字后面写表名,表示数据来源于是这张表
    • select后面写表中的列名,如果是*表示在结果中显示表中所有列
    • 在select后面的列名部分,可以使用as为列起别名,这个别名出现在结果集中
    • 如果要查询多个列,之间使用逗号分隔

    消除重复行

    • 在select后面列前使用distinct可以消除重复的行
      select distinct gender from students;

    条件

    • 使用where子句对表中的数据筛选,结果为true的行会出现在结果集中
    • 语法如下:
      select * from 表名 where 条件; 

    比较运算符

    • 等于=
    • 大于>
    • 大于等于>=
    • 小于<
    • 小于等于<=
    • 不等于!=或<>
    • 查询编号大于3的学生
    select * from students where id>3;
    • 查询编号不大于4的科目
    select * from subjects where id<=4;
    • 查询姓名不是“黄蓉”的学生
    select * from students where sname!='黄蓉';
    • 查询没被删除的学生
    select * from students where isdelete=0;

    逻辑运算符

    • and
    • or
    • not
    • 查询编号大于3的女同学
    select * from students where id>3 and gender=0;
    • 查询编号小于4或没被删除的学生
      select * from students where id<4 or isdelete=0;

    模糊查询

    • like
    • %表示任意多个任意字符
    • _表示一个任意字符
    • 查询姓黄的学生
    select * from students where sname like '黄%';
    • 查询姓黄并且名字是一个字的学生
      select * from students where sname like '黄_';
    • 查询姓黄或叫靖的学生
    select * from students where sname like '黄%' or sname like '%靖%';

    范围查询

    • in表示在一个非连续的范围内
    • 查询编号是1或3或8的学生
      select * from students where id in(1,3,8);
    • between ... and ...表示在一个连续的范围内
    • 查询学生是3至8的学生
    select * from students where id between 3 and 8;
    • 查询学生是3至8的男生
      select * from students where id between 3 and 8 and gender=1;

      空判断

    • 注意:null与''是不同的
    • 判空is null
    • 查询没有填写地址的学生
    select * from students where hometown is null;
    • 判非空is not null
    • 查询填写了地址的学生
      select * from students where hometown is not null;
    • 查询填写了地址的女生
    select * from students where hometown is not null and gender=0;

    优先级

    • 小括号,not,比较运算符,逻辑运算符
    • and比or先运算,如果同时出现并希望先算or,需要结合()使用

    聚合

    • 为了快速得到统计数据,提供了5个聚合函数
    • count(*)表示计算总行数,括号中写星与列名,结果是相同的
    • 查询学生总数
      select count(*) from students;
    • max(列)表示求此列的最大值
    • 查询女生的编号最大值
      select max(id) from students where gender=0;
    • min(列)表示求此列的最小值
    • 查询未删除的学生最小编号
    select min(id) from students where isdelete=0;
    • sum(列)表示求此列的和
    • 查询男生的编号之后
      select sum(id) from students where gender=1;
    • avg(列)表示求此列的平均值
    • 查询未删除女生的编号平均值
    select avg(id) from students where isdelete=0 and gender=0;

    分组

    • 按照字段分组,表示此字段相同的数据会被放到一个组中
    • 分组后,只能查询出相同的数据列,对于有差异的数据列无法出现在结果集中
    • 可以对分组后的数据进行统计,做聚合运算
    • 语法:
      select 列1,列2,聚合... from 表名 group by 列1,列2,列3...
    • 查询男女生总数
    select gender as 性别,count(*)
    from students
    group by gender;
    • 查询各城市人数
      select hometown as 家乡,count(*)
      from students
      group by hometown;

      分组后的数据筛选

    • 语法:
      select 列1,列2,聚合... from 表名
      group by 列1,列2,列3...
      having 列1,...聚合...
    • having后面的条件运算符与where的相同
    • 查询男生总人数
    方案一
    select count(*)
    from students
    where gender=1;
    -----------------------------------
    方案二:
    select gender as 性别,count(*)
    from students
    group by gender
    having gender=1;

    对比where与having

    • where是对from后面指定的表进行数据筛选,属于对原始数据的筛选
    • having是对group by的结果进行筛选

    排序

    • 为了方便查看数据,可以对数据进行排序
    • 语法:
      select * from 表名
      order by 列1 asc|desc,列2 asc|desc,... 
    • 将行数据按照列1进行排序,如果某些行列1的值相同时,则按照列2排序,以此类推
    • 默认按照列值从小到大排列
    • asc从小到大排列,即升序
    • desc从大到小排序,即降序
    • 查询未删除男生学生信息,按学号降序
    select * from students
    where gender=1 and isdelete=0
    order by id desc;
    • 查询未删除科目信息,按名称升序
      select * from subject
      where isdelete=0
      order by stitle;

      获取部分行

    • 当数据量过大时,在一页中查看数据是一件非常麻烦的事情
    • 语法
      select * from 表名
      limit start,count
    • 从start开始,获取count条数据
    • start索引从0开始

    示例:分页

    • 已知:每页显示m条数据,当前显示第n页
    • 求总页数:此段逻辑后面会在python中实现
      • 查询总条数p1
      • 使用p1除以m得到p2
      • 如果整除则p2为总数页
      • 如果不整除则p2+1为总页数
    • 求第n页的数据
    select * from students
    where isdelete=0
    limit (n-1)*m,m

    总结

    • 完整的select语句
      select distinct *
      from 表名
      where ....
      group by ... having ...
      order by ...
      limit star,count
    • 执行顺序为:
      • from 表名
      • where ....
      • group by ...
      • select distinct *
      • having ...
      • order by ...
      • limit star,count
    • 实际使用中,只是语句中某些部分的组合,而不是全部
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