SQL太難？你離完全理解SQL就差這10步（上）
點(diǎn)擊關(guān)注上方“SQL數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)”，
設(shè)為“置頂或星標(biāo)”，第一時(shí)間送達(dá)干貨
很多程序員視 SQL 為洪水猛獸。SQL 是一種為數(shù)不多的聲明性語(yǔ)言，它的運(yùn)行方式完全不同于我們所熟知的命令行語(yǔ)言、面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言、甚至是函數(shù)語(yǔ)言（盡管有些人認(rèn)為 SQL 語(yǔ)言也是一種函數(shù)式語(yǔ)言）。
我們每天都在寫 SQL 并且應(yīng)用在開源軟件 jOOQ 中。于是我想把 SQL 之美介紹給那些仍然對(duì)它頭疼不已的朋友，所以本文是為了以下讀者而特地編寫的：
在工作中會(huì)用到 SQL 但是對(duì)它并不完全了解的人。 能夠熟練使用 SQL 但是并不了解其語(yǔ)法邏輯的人。 想要教別人 SQL 的人。
本文著重介紹 SELECT 句式，其他的 DML （Data Manipulation Language 數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言命令）將會(huì)在別的文章中進(jìn)行介紹。
1、 SQL 是一種聲明式語(yǔ)言
首先要把這個(gè)概念記在腦中：“聲明”。SQL 語(yǔ)言是為計(jì)算機(jī)聲明了一個(gè)你想從原始數(shù)據(jù)中獲得什么樣的結(jié)果的一個(gè)范例，而不是告訴計(jì)算機(jī)如何能夠得到結(jié)果。這是不是很棒？
（譯者注：簡(jiǎn)單地說，SQL 語(yǔ)言聲明的是結(jié)果集的屬性，計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù) SQL 所聲明的內(nèi)容來從數(shù)據(jù)庫(kù)中挑選出符合聲明的數(shù)據(jù)，而不是像傳統(tǒng)編程思維去指示計(jì)算機(jī)如何操作。）
SELECT?first_name,?last_name?FROM?employees?WHERE?salary?>?100000
上面的例子很容易理解，我們不關(guān)心這些雇員記錄從哪里來，我們所需要的只是那些高薪者的數(shù)據(jù)（譯者注：salary>100000 ）。
我們從哪兒學(xué)習(xí)到這些？
如果 SQL 語(yǔ)言這么簡(jiǎn)單，那么是什么讓人們“聞 SQL 色變”？主要的原因是：我們潛意識(shí)中的是按照命令式編程的思維方式思考問題的。就好像這樣：“電腦，先執(zhí)行這一步，再執(zhí)行那一步，但是在那之前先檢查一下是否滿足條件 A 和條件 B ”。例如，用變量傳參、使用循環(huán)語(yǔ)句、迭代、調(diào)用函數(shù)等等，都是這種命令式編程的思維慣式。
2、 SQL 的語(yǔ)法并不按照語(yǔ)法順序執(zhí)行
SQL 語(yǔ)句有一個(gè)讓大部分人都感到困惑的特性，就是：SQL 語(yǔ)句的執(zhí)行順序跟其語(yǔ)句的語(yǔ)法順序并不一致。SQL 語(yǔ)句的語(yǔ)法順序是：
SELECT[DISTINCT] FROM WHERE GROUP BY HAVING UNION ORDER BY
為了方便理解，上面并沒有把所有的 SQL 語(yǔ)法結(jié)構(gòu)都列出來，但是已經(jīng)足以說明 SQL 語(yǔ)句的語(yǔ)法順序和其執(zhí)行順序完全不一樣，就以上述語(yǔ)句為例，其執(zhí)行順序?yàn)椋?/p>
FROM WHERE GROUP BY HAVING SELECT DISTINCT UNION ORDER BY
關(guān)于 SQL 語(yǔ)句的執(zhí)行順序，有三個(gè)值得我們注意的地方：
1、 FROM 才是 SQL 語(yǔ)句執(zhí)行的第一步，并非 SELECT 。數(shù)據(jù)庫(kù)在執(zhí)行 SQL 語(yǔ)句的第一步是將數(shù)據(jù)從硬盤加載到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，以便對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。（譯者注：原文為“The first thing that happens is loading data from the disk into memory, in order to operate on such data.”，但是并非如此，以 Oracle 等常用數(shù)據(jù)庫(kù)為例，數(shù)據(jù)是從硬盤中抽取到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中進(jìn)行操作。）
2、 SELECT 是在大部分語(yǔ)句執(zhí)行了之后才執(zhí)行的，嚴(yán)格的說是在 FROM 和 GROUP BY 之后執(zhí)行的。理解這一點(diǎn)是非常重要的，這就是你不能在 WHERE 中使用在 SELECT 中設(shè)定別名的字段作為判斷條件的原因。
SELECT?A.x?+?A.y?AS?zFROM?AWHERE?z?=?10?-- z 在此處不可用，因?yàn)镾ELECT是最后執(zhí)行的語(yǔ)句！
如果你想重用別名z，你有兩個(gè)選擇。要么就重新寫一遍 z 所代表的表達(dá)式：
SELECT?A.x?+?A.y?AS?zFROM?AWHERE?(A.x?+?A.y)?=?10
…或者求助于衍生表、通用數(shù)據(jù)表達(dá)式或者視圖，以避免別名重用。請(qǐng)看下文中的例子。
3、 無論在語(yǔ)法上還是在執(zhí)行順序上， UNION 總是排在在 ORDER BY 之前。很多人認(rèn)為每個(gè) UNION 段都能使用 ORDER BY 排序，但是根據(jù) SQL 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)和各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù) SQL 的執(zhí)行差異來看，這并不是真的。盡管某些數(shù)據(jù)庫(kù)允許 SQL 語(yǔ)句對(duì)子查詢（subqueries）或者派生表（derived tables）進(jìn)行排序，但是這并不說明這個(gè)排序在 UNION 操作過后仍保持排序后的順序。
注意：并非所有的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì) SQL 語(yǔ)句使用相同的解析方式。如 MySQL、PostgreSQL和 SQLite 中就不會(huì)按照上面第二點(diǎn)中所說的方式執(zhí)行。
我們學(xué)到了什么？
既然并不是所有的數(shù)據(jù)庫(kù)都按照上述方式執(zhí)行 SQL 預(yù)計(jì)，那我們的收獲是什么？我們的收獲是永遠(yuǎn)要記得：SQL 語(yǔ)句的語(yǔ)法順序和其執(zhí)行順序并不一致，這樣我們就能避免一般性的錯(cuò)誤。如果你能記住 SQL 語(yǔ)句語(yǔ)法順序和執(zhí)行順序的差異，你就能很容易的理解一些很常見的 SQL 問題。
當(dāng)然，如果一種語(yǔ)言被設(shè)計(jì)成語(yǔ)法順序直接反應(yīng)其語(yǔ)句的執(zhí)行順序，那么這種語(yǔ)言對(duì)程序員是十分友好的，這種編程語(yǔ)言層面的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)被微軟應(yīng)用到了 LINQ 語(yǔ)言中。
3、 SQL 語(yǔ)言的核心是對(duì)表的引用（table references）
由于 SQL 語(yǔ)句語(yǔ)法順序和執(zhí)行順序的不同，很多同學(xué)會(huì)認(rèn)為SELECT 中的字段信息是 SQL 語(yǔ)句的核心。其實(shí)真正的核心在于對(duì)表的引用。
根據(jù) SQL 標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)ROM 語(yǔ)句被定義為：
?::=?FROM??[?{???}...?]
FROM 語(yǔ)句的“輸出”是一張聯(lián)合表，來自于所有引用的表在某一維度上的聯(lián)合。我們們慢慢來分析：
FROM?a,?b
上面這句 FROM 語(yǔ)句的輸出是一張聯(lián)合表，聯(lián)合了表 a 和表 b 。如果 a 表有三個(gè)字段， b 表有 5 個(gè)字段，那么這個(gè)“輸出表”就有 8 （ =5+3）個(gè)字段。
這個(gè)聯(lián)合表里的數(shù)據(jù)是 a*b，即 a 和 b 的笛卡爾積。換句話說，也就是 a 表中的每一條數(shù)據(jù)都要跟 b 表中的每一條數(shù)據(jù)配對(duì)。如果 a 表有3 條數(shù)據(jù)， b 表有 5 條數(shù)據(jù)，那么聯(lián)合表就會(huì)有 15 （ =5*3）條數(shù)據(jù)。
FROM 輸出的結(jié)果被 WHERE 語(yǔ)句篩選后要經(jīng)過 GROUP BY 語(yǔ)句處理，從而形成新的輸出結(jié)果。我們后面還會(huì)再討論這方面問題。
如果我們從集合論（關(guān)系代數(shù)）的角度來看，一張數(shù)據(jù)庫(kù)的表就是一組數(shù)據(jù)元的關(guān)系，而每個(gè) SQL 語(yǔ)句會(huì)改變一種或數(shù)種關(guān)系，從而產(chǎn)生出新的數(shù)據(jù)元的關(guān)系（即產(chǎn)生新的表）。
我們學(xué)到了什么？
思考問題的時(shí)候從表的角度來思考問題提，這樣很容易理解數(shù)據(jù)如何在 SQL 語(yǔ)句的“流水線”上進(jìn)行了什么樣的變動(dòng)。
4、 靈活引用表能使 SQL 語(yǔ)句變得更強(qiáng)大
靈活引用表能使 SQL 語(yǔ)句變得更強(qiáng)大。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是 JOIN 的使用。嚴(yán)格的說 JOIN 語(yǔ)句并非是 SELECT 中的一部分，而是一種特殊的表引用語(yǔ)句。SQL 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中表的連接定義如下：
?::=
????
??|?
??|?
就拿之前的例子來說：
FROM?a,?b
a 可能輸入下表的連接：
a1?JOIN?a2?ON?a1.id?=?a2.id
將它放到之前的例子中就變成了：
FROM?a1?JOIN?a2?ON?a1.id?=?a2.id,?b
盡管將一個(gè)連接表用逗號(hào)跟另一張表聯(lián)合在一起并不是常用作法，但是你的確可以這么做。結(jié)果就是，最終輸出的表就有了 a1+a2+b 個(gè)字段了。
（譯者注：原文這里用詞為 degree ，譯為維度。如果把一張表視圖化，我們可以想象每一張表都是由橫縱兩個(gè)維度組成的，橫向維度即我們所說的字段或者列，英文為columns；縱向維度即代表了每條數(shù)據(jù)，英文為 record ，根據(jù)上下文，作者這里所指的應(yīng)該是字段數(shù)。）
在 SQL 語(yǔ)句中派生表的引用甚至比表連接更加強(qiáng)大，下面我們就要講到表連接。
我們學(xué)到了什么？
思考問題時(shí)，要從表引用的角度出發(fā)，這樣就很容易理解數(shù)據(jù)是怎樣被 SQL 語(yǔ)句處理的，并且能夠幫助你理解那些復(fù)雜的表引用是做什么的。
更重要的是，要理解 JOIN 是構(gòu)建連接表的關(guān)鍵詞，并不是 SELECT 語(yǔ)句的一部分。有一些數(shù)據(jù)庫(kù)允許在 INSERT 、 UPDATE 、 DELETE 中使用 JOIN 。
5、 SQL 語(yǔ)句中推薦使用表連接
我們先看看剛剛這句：
FROM?a,?b
高級(jí) SQL 程序員也許學(xué)會(huì)給你忠告：盡量不要使用逗號(hào)來代替 JOIN 進(jìn)行表的連接，這樣會(huì)提高你的 SQL 語(yǔ)句的可讀性，并且可以避免一些錯(cuò)誤。
利用逗號(hào)來簡(jiǎn)化 SQL 語(yǔ)句有時(shí)候會(huì)造成思維上的混亂，想一下下面的語(yǔ)句：
FROM?a,?b,?c,?d,?e,?f,?g,?h
WHERE?a.a1?=?b.bx
AND?a.a2?=?c.c1
AND?d.d1?=?b.bc
--?etc...
我們不難看出使用 JOIN 語(yǔ)句的好處在于：
安全。JOIN 和要連接的表離得非常近，這樣就能避免錯(cuò)誤。
更多連接的方式，JOIN 語(yǔ)句能去區(qū)分出來外連接和內(nèi)連接等。
我們學(xué)到了什么？
記著要盡量使用 JOIN 進(jìn)行表的連接，永遠(yuǎn)不要在 FROM 后面使用逗號(hào)連接表。
本文下篇明天發(fā)~
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我是岳哥，最后給大家分享我寫的SQL兩件套：《SQL基礎(chǔ)知識(shí)第二版》和《SQL高級(jí)知識(shí)第二版》的PDF電子版。里面有各個(gè)語(yǔ)法的解釋、大量的實(shí)例講解和批注等等，非常通俗易懂，方便大家跟著一起來實(shí)操。
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數(shù)據(jù)前線 ——End——
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