本文主要参考 Sams Teach Yourself SQL in 10 Minutes 第四版，作者 Ben Forta，中文版书名为《SQL 必知必会》。
数据库简介
原书第 1 课及第 21 课的部分内容。
SQL 可以读作 S-Q-L 三个字母，也可以读成 sequel 这个英文词。SQL 是一种对数据库进行操作的语言。常见的 Microsoft Access、MySQL 等不是 SQL 语言，而是数据库管理系统（缩写为 DBMS）。语言和软件，两者不要混淆。
标准 SQL 即 ANSI SQL，每种 DBMS 软件都有其特有的 SQL 语法和特性，建议随时查阅文档。
SQL 语句不区分大小写，也不关心换行。建议养成良好的编码习惯，关键字用大写字母，并在适当位置换行。
数据库（database）、表(table)、模式（schema）、列（column）、行（row）、数据类型（datatype）的概念在此不再赘述。
表名、列名禁止使用 SQL 的保留关键字。
关系型数据库中的核心概念：
- 在一张表中，可以将一列或者若干列的组合设为主键（primary key），作为每一行的唯一的标识符
- 如果某一列的值都来自另一张表的主键，即这张表通过这一列与另一张表相连，这一列就是外键（foreign key）
主键要作为唯一的标识符，必须满足以下条件：
- 任意两行的主键不重复
- 主键不能为
NULL - 主键所在的列不能被修改或更新
- 一行被删除后，主键值不能重新用在新的一行里
定义主键是一个好习惯。
本书使用的配套练习数据可以在作者网站 http://forta.com/books/0672336073/ 下载。该数据库各表之间关系及主键、外键如图。
单表查询
原书第 2、3、4、5、6 课的内容。如何从一张表中获取想要的数据。
从表中选择列
使用 SELECT ... FROM ... ，可以直接选中一列或多列数据返回，结果未经过滤或排序。
SELECT prod_id, prod_name, prod_price FROM Products;
SELECT * FROM Products; -- 全部列
上面的结果包括所有行。如果只想要不重复的值，在 SELECT 后面加上 DISTINCT。它作用于语句中提到的所有列的组合，而不仅仅是第一个列。
SELECT DISTINCT vend_id FROM Products;
也可以只想要前几行，但该功能在不同 DBMS 有不同语法，请查阅文档。
SELECT TOP 5 prod_name FROM Products; -- Microsoft Access
SELECT prod_name FROM Products LIMIT 5; -- MySQL
排序
给结果排序，在语句最后加上 ORDER BY。排序依据可以是没有选中的列，也可以是多个列。
SELECT prod_name FROM Products ORDER BY prod_name;
SELECT prod_id, prod_price, prod_name FROM Products
ORDER BY prod_price, prod_name;
/* 先按照 prod_price 排序
如果并列，再按照 prod_name 排序
*/
排序默认为升序。如果想要降序，在相应的列后面加上 DESC，它只作用于这一列。
SELECT prod_id, prod_price, prod_name FROM Products
ORDER BY prod_price DESC, prod_name;
/* 按照 prod_price 降序，prod_name 升序排列 */
过滤
按条件过滤，使用 WHERE 子句。它应出现在表名和 ORDER BY 之间。
SELECT prod_name, prod_price FROM Products
WHERE prod_price = 3.49; -- 等于
SELECT prod_name, prod_price FROM Products
WHERE prod_price BETWEEN 5 AND 10; -- 包括 5 和 10
SELECT prod_name FROM Products
WHERE prod_price IS NULL; -- 注意 NULL 不同于 0
WHERE 可以和 AND、OR、NOT 搭配使用，用法与常规编程语言类似，AND 优先级高于 OR，可以用括号明确优先级。
SELECT prod_name, prod_price FROM Products
WHERE (vend_id = 'DLL01' OR vend_id = 'BRS01')
AND prod_price >= 10;
IN 有时与 OR 类似，但是通常 IN 速度更快，并且 IN 后面可以不是集合，而是嵌套一层 SELECT，稍后介绍。
SELECT prod_name, prod_price FROM Products
WHERE vend_id IN ('DLL01', 'BRS01')
ORDER BY prod_name;
字符串匹配
通配符与 LIKE 关键字共同使用，可以匹配符合模式的数据。这部分内容在不同 DBMS 中差异较大，请查阅文档。
在 MySQL 中，% 匹配任意个数（包括 0 个）的任意字符，_ 匹配 1 个任意字符。% 能匹配空字符串，但是不会匹配到 NULL。
在 Microsoft Access 中，相应的通配符分别是 * 和 ?。
SELECT prod_id, prod_name FROM Products
WHERE prod_name LIKE 'Fish%'; -- 以 Fish 开头的任意值
SELECT cust_email FROM Customers
WHERE cust_email LIKE '%@xxx.com'; -- 以 @xxx.com 结尾的任意值
SELECT prod_id, prod_name FROM Products
WHERE prod_name LIKE '__ inch teddy bear';
创建和计算字段
除了获取表中的原始数据，我们还希望用它们创建和计算新的数据。这些操作建议在数据库服务器端完成，不要将原始数据拉到本地处理，因为前者速度更快。
为方便引用，要用 AS 给新创建的列赋予临时的别名（alias）。别名不能与已有的名称重复。
AS 也可以用来给已有的列或表赋予别名，用来简化代码。
处理
处理数据的函数通常属于 DBMS 特性，会影响代码的移植能力。如果使用，务必在文档和代码注释中写清楚所用的版本。
常用函数包括文本处理函数、数值处理函数、日期时间处理函数和系统函数。
SELECT RTRIM(vend_name) + ' (' + RTRIM(vend_country) + ')'
AS vend_title -- 字符串的处理
FROM Vendors
ORDER BY vend_name;
/* 有时文本字段尾部会添加空格补齐
此时建议使用 RTRIM 去掉尾部空格，类似于 Python 的 rstrip
*/
SELECT prod_id, quantity, item_price,
quantity*item_price AS expanded_price -- 数值的计算
FROM OrderItems
WHERE order_num = 20008;
SELECT order_num FROM Orders
WHERE DATEPART('yyyy', order_date) = 2012; -- 日期的转换
聚合
聚合函数从若干行计算返回一个值，包括 AVG、COUNT、MAX、MIN、SUM。
除了 COUNT(*) 会返回所有行的数目以外，其他用法均会忽略 NULL。
SELECT AVG(prod_price) AS avg_price
FROM Products;
SELECT COUNT(*) AS num_cust -- 不忽略 NULL
FROM Customers;
SELECT COUNT(cust_email) AS num_cust -- 忽略 NULL
FROM Customers;
SELECT SUM(item_price*quantity) AS total_price
FROM OrderItems
WHERE order_num = 20005;
SELECT COUNT(*) AS num_items,
MIN(prod_price) AS price_min,
MAX(prod_price) AS price_max,
AVG(prod_price) AS price_avg
FROM Products;
有些 DBMS 支持在聚合函数中使用 DISTINCT。
SELECT AVG(DISTINCT prod_price) AS avg_price FROM Products
WHERE vend_id == 'DLL01';
分组聚合
使用 GROUP BY 可以将数据分为若干组，对每一组进行聚合。例如将购买记录按照客户分组，可以计算每一名客户购买的商品总数。
此时，在 SELECT 语句中，除了聚合函数创建的列以外，其他的列都必须出现在 GROUP BY 子句中，即必须是分组条件。
SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods
FROM Products
GROUP BY vend_id;
正如 WHERE 可以对行过滤，HAVING 也可以对组过滤。
SELECT cust_id, COUNT(*) AS orders
FROM Orders
GROUP BY cust_id HAVING COUNT(*) >= 2;
SELECT vend_id, COUNT(*) AS num_prods
FROM Products WHERE prod_price >= 4
GROUP BY vend_id HAVING COUNT(*) >= 2;
GROUP BY 不保证排序，应当在后面指明 ORDER BY。但是注意 Microsoft Access 不允许按照别名排序。
SELECT order_num, COUNT(*) AS items -- 位置序号为 1, 2
FROM OrderItems
GROUP BY order_num HAVING COUNT(*) >= 3
ORDER BY items, order_num;
/* 在 Microsoft Access 中，最后一行应写为
ORDER BY 2, order_num
2 是该列在 SELECT 语句中的位置序号
*/
复习
以上各关键词如果出现在语句中，必须严格遵循顺序。不过只有 SELECT FROM 是必须出现的，其他都是按需要使用。
SELECT ...
FROM ... WHERE ...
GROUP BY ... HAVING ...
ORDER BY ...;
高级查询
原书第 11、12、13、14 课。
嵌套
SELECT 语句可以嵌套使用，运行顺序为自内层向外层。但是这可能导致重复获取数据，因而效率不如 JOIN。
一个简单的例子：获取订购特定商品的客户的联系信息。
- 第一步，根据商品 id，获取订单 id
- 第二步，根据订单 id，获取客户 id
- 第三步，根据客户 id，获取客户信息
SELECT cust_name, cust_contact FROM Customers
WHERE cust_id IN
(SELECT cust_id FROM Orders
WHERE order_num IN
(SELECT order_num FROM OrderItems
WHERE prod_id = 'RGAN01'));
第二个例子：计算每名客户的订单数。
- 第一步，获取全部客户的列表
- 第二步，将订单按客户分组，计数
SELECT cust_name, cust_state,
(SELECT COUNT(*) FROM Orders
WHERE Orders.cust_id = Customers.cust_id) AS orders
FROM Customers
GROUP BY cust_name;
/* 由于两个表都有 cust_id，为避免歧义，必须指明 */
联结
JOIN 是必须掌握的重要操作。它将多个表格按照相同值对齐和整合在一起。
内联结
JOIN 默认是指 INNER JOIN，取两个表格指定列的交集。有以下两种不同语法。第二种是 ANSI SQL 建议用法，但是完全可以按照习惯使用任意一种。
SELECT vend_name, prod_name, prod_price
FROM Vendors, Products
WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;
SELECT vend_name, prod_name, prod_price
FROM Vendors INNER JOIN Products
ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;
嵌套部分的第一个例子也可以使用 JOIN 实现，同时联结三个表格，避免多层嵌套。
SELECT cust_name, cust_contact, cust_id
FROM Customers, Orders, OrderItems
WHERE Customers.cust_id = Orders.cust_id
AND Orders.order_num = OrderItems.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'
在这个例子中，可以用别名来简化其中的表名。
SELECT cust_name, cust_contact, cust_id
FROM Customers as C, Orders as O, OrderItems as OI
WHERE C.cust_id = O.cust_id
AND O.order_num = OI.order_num
AND prod_id = 'RGAN01'
别名也可以用于自联结，对齐同一个表的不同列。
一个例子：找到与 Jim Jones 共事同一公司的所有客户的信息。
- 第一步，找到 Jim Jones 的公司
- 第二步，找到该公司的其他同事
/* 使用 JOIN */
SELECT cust_id, cust_name, cust_contact
FROM Customers AS c1, Customers AS c2
WHERE c1.cust_contact = 'Jim Jones'
AND c1.cust_name = c2.cust_name
/* 使用嵌套 SELECT */
SELECT cust_id, cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_name = (SELECT cust_name
FROM Customers
WHERE cust_contact = 'Jim Jones')
其他联结
内联结取的是交集。如果一张表中的某一行在另一张表中没有对应的行，就会被抛弃。
外联结则不会抛弃这样的行。使用 LEFT OUTER JOIN，可以让结果包含第一张表的所有行。
/* 统计客户的订单数，包括订单数为 0 的结果 */
SELECT Customers.cust_id,
COUNT(Orders.order_num) AS num_ord
FROM Customers LEFT JOIN Orders
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id
GROUP BY Customers.cust_id;
应当提供联结条件，即 WHERE 或 ON 子句，避免返回两张表的笛卡尔积。
合并
用 UNION 将多个 SELECT 语句合在一起，如果每一个语句返回的列（包括表达式、聚合函数）都是相同的，最好顺序也相同，那么所有返回结果会被归并在一起。
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email
FROM Customers WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI')
UNION
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email
FROM Customers
WHERE cust_name = 'Fun4All'
上述语句等价于在条件中使用 OR。
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email
FROM Customers
WHERE cust_state IN ('IL','IN','MI')
OR cust_name = 'Fun4All'
但是更有用的是借助 UNION 和别名，将原始列名不同的多个表的数据合并在一起。
UNION 返回的是去掉重复行之后的并集。只需在最后一个 SELECT 之后加上 ORDER BY，就可以对最终结果排序。
数据的增删改
原书第 15、16、17 课和 22 课的一部分。
创建表
指定每一列的列名、数据类型、是否允许 NULL 数据。
主键使用 PRIMARY KEY 定义。主键所在的列必须不允许 NULL 数据。
外键必须指向其他表的主键，使用 REFERENCES 定义，并指明所关联的表和列名。
CREATE TABLE Orders
(
order_num INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY, -- 主键
order_date DATETIME NOT NULL,
cust_id CHAR(10) NOT NULL REFERENCES Customers(cust_id) -- 外键
);
可以设置缺省值。
CREATE TABLE OrderItems (
order_num INTEGER NOT NULL,
order_item INTEGER NOT NULL,
prod_id CHAR(10) NOT NULL,
quantity INTEGER NOT NULL DEFAULT 1,
item_price DECIMAL(8,2) NOT NULL );
创建之前必须仔细设计，避免未来进行过度修改。
增加和重命名一列，通常是允许的。但是删除或修改一整列通常是禁止的。
如果要进行复杂的改动，应当手动创建一张新表，并将旧表的内容复制过去。旧表必须做好备份。
新增数据
有些人会使用基本的 INSERT 语句插入一行新数据，但是这样做非常危险，必须避免。万一列名顺序不对应，就会出问题。
/* 不应该这么插入数据 */
INSERT INTO Customers
VALUES('1000000006',
'Toy Land',
'123 Any Street',
'New York',
'NY',
'11111',
'USA',
NULL,
NULL);
应当明确写出列名，保证语句中的列名顺序和 VALUES 一一对应。
INSERT INTO Customers(cust_id,
cust_name,
cust_address,
cust_city,
cust_state,
cust_zip,
cust_country,
cust_contact,
cust_email)
VALUES('1000000006',
'Toy Land',
'123 Any Street',
'New York',
'NY',
'11111',
'USA',
NULL,
NULL);
如果值为 NULL 或预先指定的缺省值，相应列可从 INSERT 语句中省略。
INSERT INTO Customers(cust_id,
cust_name,
cust_address,
cust_city,
cust_state,
cust_zip,
cust_country)
VALUES('1000000006',
'Toy Land',
'123 Any Street',
'New York',
'NY',
'11111',
'USA');
使用 INSERT SELECT，可以将其他表中检索到的数据插入表中，从而一次性插入多行。
INSERT INTO Customers(cust_id,
cust_contact,
cust_email,
cust_name,
cust_address,
cust_city,
cust_state,
cust_zip,
cust_country)
SELECT cust_id,
cust_contact,
cust_email,
cust_name,
cust_address,
cust_city,
cust_state,
cust_zip,
cust_country)
FROM CustNew;
可以将整张表复制到新表中。注意不同 DBMS 的语法差异。
SELECT * INTO CustCopy
FROM Customers; -- Access
CREATE TABLE CustCopy AS
SELECT * FROM Customers; -- MySQL
如果要增加一整列，使用 ALTER TABLE。
ALTER TABLE Vendors
ADD vend_phone CHAR(20);
修改和删除数据
SQL 操作无法撤销，必须非常小心。务必指定 WHERE 条件，否则会影响所有行。务必先用 SELECT 测试，确认无误后才可以正式删改。
建议确保外键定义完整，这样可以让软件自动检测删改是否会影响关联数据。
要修改某一行的数据，使用 UPDATE。
UPDATE Customers
SET cust_contact = 'Sam Roberts',
cust_email = 'sam@toyland.com' -- 设定新的列数据
WHERE cust_id = '1000000006'; -- 指定要修改的行
删除某一个值，只需修改为 NULL。
删除整行，使用 DELETE。
DELETE FROM Customers
WHERE cust_id = '1000000006'; -- 指定要删除的行
删除全部行，但是不删除表，使用 TRUNCATE TABLE。
删除整张表，使用 DROP TABLE。
DROP TABLE CustCopy;
高级特性
原书第 18、19、20、21、22 课。
视图
视图（view）是虚拟的表，它包含可以重复使用的查询语句，并不包含检索结果。因此它既可以提高代码复用性，又不会影响或复制原数据。视图可以用来转换数据格式，或过滤数据。
定义并创建视图以后，可以像正常的表一样检索其中的数据。如果原表修改了，视图返回的结果也会更新。
CREATE VIEW VendorLocations AS
SELECT RTRIM(vend_name) + ' (' + RTRIM(vend_country) + ')'
AS vend_title
FROM Vendors;
SELECT * FROM VendorLocations;
索引
主键、外键前面已经介绍过，分别使用 PRIMARY KEY 和 REFERENCES 定义。
为了加速查找、过滤、排序过程，可以将某些列定义为索引（index）。定义索引的条件是，该列的数值重复率不高，并且预计经常有查找、过滤、排序的需求。
CREATE INDEX prod_name_ind
ON PRODUCTS (prod_name);
其他
书中还介绍了其他的高级特性，包括：
- 存储过程（stored procesures），是已经编译好、存放在数据库中的 SQL 语句，可以快速直接调用
- 触发器（trigger），是一种特殊的存储过程，在特定活动发生时触发自动执行，例如在修改数值时，自动更新时间戳或计数数据
- 游标（cursor），是一个临时存放 SQL 语句结果（result set）的缓冲区，可以用于用户交互，但是在 Web 应用中没什么意义
- 事务处理（transaction processing），通过
COMMIT和ROLLBACK保证增删改等等操作要么执行完毕，要么回滚到一个安全的状态
这些特性具体用法取决于所使用的 DBMS，请查阅文档。