前言

上个阶段 进入数据库阶段 学习MySQL阶段 mysql基础与sql语句

多表

多表简述

实际开发中,一个项目通常需要很多张表才能完成。
例如一个商城项目的数据库,需要有很多张表:用户表、分类表、商品表、订单表…

单表的问题

  • 冗余, 同一个字段中出现大量的重复数据

解决方案

  • 设计为两张表
-- 创建部门表
-- 一方,主表
CREATE TABLE department(
	 id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,   
	 dep_name VARCHAR(30),	
	 dep_location VARCHAR(30)
);

-- 创建员工表
-- 多方 ,从表
CREATE TABLE employee(
	eid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	ename VARCHAR(20),
	age INT,
	dept_id INT
);


-- 添加2个部门 
INSERT INTO department VALUES(NULL, '研发部','广州'),(NULL, '销售部', '深圳'); 
SELECT * FROM department; 

-- 添加员工,dep_id表示员工所在的部门 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('张百万', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('赵四', 21, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('广坤', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('小斌', 20, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('艳秋', 22, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('大玲子', 18, 2); 

SELECT * FROM employee;

表关系分析

  • 部门表与员工表的关系

商品表单MySQL mysql商品表设计思路_mysql

  • 员工表中有一个字段dept_id 与部门表中的主键对应,员工表的这个字段就叫做 外键
  • 拥有外键的员工表 被称为 从表 , 与外键对应的主键所在的表叫做 主表

多表设计上的问题

  • 当我们在 员工表的 dept_id 里面输入不存在的部门id ,数据依然可以添加 显然这是不合理的.
-- 插入一条 不存在部门的数据 
INSERT INTO employee (ename,age,dept_id) VALUES('无名',35,3);

商品表单MySQL mysql商品表设计思路_数据_02

  • 实际上我们应该保证,员工表所添加的 dept_id , 必须在部门表中存在.
  • 解决方案:
    使用外键约束,约束 dept_id ,必须是 部门表中存在的id

外键约束

  • 什么是外键
    外键指的是在 从表 中 与 主表 的主键对应的那个字段,比如员工表的 dept_id,就是外键使用外键约束可以让两张表之间产生一个对应关系,从而保证主从表的引用的完整性
  • 多表关系中的主表和从表
    主表: 主键id所在的表, 约束别人的表
    从表: 外键所在的表多, 被约束的表

创建外键约束

  • 新建表时添加外键

[CONSTRAINT] [外键约束名称] FOREIGN KEY(外键字段名) REFERENCES 主表名(主键字段名)
已有表添加外键
ALTER TABLE 从表 ADD [CONSTRAINT] [外键约束名称] FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主 键字段名);

  • 重新创建employee表, 添加外键约束
-- 先删除 employee表 
DROP TABLE employee;
 -- 重新创建 employee表,添加外键约束 
 CREATE TABLE employee( eid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, ename VARCHAR(20), age INT, dept_id INT, 
 -- 添加外键约束 
 CONSTRAINT emp_dept_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES department(id) );

测试插入数据:

-- 正常添加数据 (从表外键 对应主表主键)
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('张百万', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('赵四', 21, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('广坤', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('小斌', 20, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('艳秋', 22, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('大玲子', 18, 2); 

-- 插入一条错误的数据
-- 添加外键约束之后 就会产生一个强制的外键约束检查 保证数据的完整性和一致性
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('错误', 18, 3);
  • 添加外键约束,就会产生强制性的外键数据检查, 从而保证了数据的完整性和一致性

删除外键约束

语法格式

alter table 从表 drop foreign key 外键约束名称

-- 删除 employee表中 外键
ALTER TABLE employee DROP FOREIGN KEY emp_dept_fk;

-- 创建表之后添加外键
-- 语法格式 alter table 从表 add CONSTRAINT emp_dept_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES department(id)

-- 简写 不写外键约束名 自动生成的外键约束 employee_ibfk_1
ALTER TABLE employee ADD FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES department(id)

外键约束的注意事项

  1. 从表的外键类型必须与主表的主键类型一致
  2. 添加数据时,应该先添加主表的数据
-- 添加一个新的部门
INSERT INTO department(dep_name,dep_location) VALUES('市场部','北京');

-- 添加一个属于市场部的员工
INSERT INTO employee(ename,age,dept_id) VALUES('老胡',24,3);
  1. 删除数据的时候 要先删除从表中的数据
-- 删除数据时 应该先删除从表中的数据 -- 报错 Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails 
-- 报错原因 不能删除主表的这条数据,因为在从表中有对这条数据的引用 
DELETE FROM department WHERE id = 3;
-- 先删除从表的关联数据 DELETE FROM employee WHERE dept_id = 3; 
-- 再删除主表的数据 DELETE FROM department WHERE id = 3;

级联删除操作

  • 如果想实现删除主表数据的同时,也删除掉从表数据,可以使用级联删除操作 ON DELETE CASCADE
    示例:
-- 重新创建添加级联操作
CREATE TABLE employee(
	eid INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	ename VARCHAR(20),
	age INT,
	dept_id INT,
	CONSTRAINT emp_dept_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES department(id)
	-- 添加级联删除
	ON DELETE CASCADE
);

-- 添加数据
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('张百万', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('赵四', 21, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('广坤', 20, 1); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('小斌', 20, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('艳秋', 22, 2); 
INSERT INTO employee (ename, age, dept_id) VALUES ('大玲子', 18, 2); 

-- 删除部门编号为 2 的数据
DELETE FROM department WHERE id = 2;

多表关系设计

  • 实际开发中,一个项目通常需要很多张表才能完成。例如:一个商城项目就需要分类表(category)、
    商品表(products)、订单表(orders)等多张表。且这些表的数据之间存在一定的关系,接下来我们一起
    学习一下多表关系设计方面的知识

表与表之间的三种关系

一对多关系: 最常见的关系, 学生对班级,员工对部门

多对多关系: 学生与课程, 用户与角色

一对一关系: 使用较少,因为一对一关系可以合成为一张表

表与表之间的三种关系

  1. 一对多关系(1:n 常见): 班级和学生 部门和员工
    一对多建表原则:在从表(多方)创建一个字段,字段作为外键指向主表(一方)的主键
  2. 多对多关系(n:n 常见): 学生与课程 演员和角色
    多对多关系建表原则:需要创建第三张表,中间表中至少两个字段,这两个字段分别作为外键指向各自一方的主键。
  3. 一对一关系(1:1 了解): 身份证 和 人
    一对一建表原则:外键唯一 主表的主键和从表的外键(唯一),形成主外键关系,外键唯一 UNIQUE

多表查询

什么是多表查询

  • DQL: 查询多张表,获取到需要的数据
  • 比如 我们要查询家电分类下 都有哪些商品,那么我们就需要查询分类与商品这两张表

数据准备

CREATE DATABASE db3_2 CHARACTER SET utf8;

#分类表 (一方 主表)
CREATE TABLE category (
  cid VARCHAR(32) PRIMARY KEY ,
  cname VARCHAR(50)
);

#商品表 (多方 从表)
CREATE TABLE products(
  pid VARCHAR(32) PRIMARY KEY ,
  pname VARCHAR(50),
  price INT,
  flag VARCHAR(2),		#是否上架标记为:1表示上架、0表示下架
  category_id VARCHAR(32),
  -- 添加外键约束
  FOREIGN KEY (category_id) REFERENCES category (cid)
);

#分类数据
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c001','家电');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c002','鞋服');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c003','化妆品');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c004','汽车');


#商品数据
INSERT INTO products(pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p001','小米电视机',5000,'1','c001');
INSERT INTO products(pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p002','格力空调',3000,'1','c001');
INSERT INTO products(pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p003','美的冰箱',4500,'1','c001');

INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p004','篮球鞋',800,'1','c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p005','运动裤',200,'1','c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p006','T恤',300,'1','c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p007','冲锋衣',2000,'1','c002');

INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p008','神仙水',800,'1','c003');
INSERT INTO products (pid, pname,price,flag,category_id) VALUES('p009','大宝',200,'1','c003');

笛卡尔积

  • 交叉连接查询,因为会产生笛卡尔积,所以 基本不会使用
  • 语法格式:SELECT 字段名 FROM 表1, 表2;
SELECT * FROM category , products;
  • 观察表查询结果,产生了笛卡尔积 (得到的结果是无法使用的)
    笛卡尔积:假设集合A={a, b},集合B={0, 1, 2},则两个集合的笛卡尔积为{(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)}。

多表查询的分类

内连接查询

  • 内连接的特点:
    通过指定的条件去匹配两张表中的数据, 匹配上就显示,匹配不上就不显示
    比如通过: 从表的外键 = 主表的主键 方式去匹配
  • 隐式内连接
    from子句 后面直接写 多个表名 使用where指定连接条件的 这种连接方式是 隐式内连接.
    使用where条件过滤无用的数据

隐式内连接测试:

-- 隐式内连接
SELECT * FROM products , category WHERE category_id = cid;

-- 2.查询商品表的商品名称 和 价格,以及商品的分类信息
-- 多表查询中 可以使用给表起别名的方式 简化查询
SELECT  
	p.`pname`,
	p.`price`,
	c.`cname`
FROM products p,category c WHERE p.`category_id` = c.`cid`;

--  查询 格力空调是属于哪一分类下的商品 
SELECT 
	p.`pname`,
	c.`cname`
FROM products p, category c WHERE p.`category_id` = c.`cid` AND p.`pid` = 'p002';

显示内连接测试:

-- 1.查询所有商品信息和对应的分类信息
-- 显式内连接
SELECT 
* 
FROM products p 
INNER JOIN category c ON p.`category_id` = c.`cid`;

-- 2.查询鞋服分类下,价格大于500的商品名称和价格
/*
	查询之前要确定几件事情
		1.查询几张表 products &  category
		2.表的连接条件 p.`category_id` = c.`cid`; 从表.外键 = 主表.主键
		3.查询所用到的字段  商品名称  价格
		4.查询的条件 分类 = 鞋服,  价格 > 500
*/

SELECT 
	p.`pname`,
	p.`price`
FROM products p 
INNER JOIN category c ON p.`category_id` = c.`cid`
WHERE p.`price` > 500 AND c.`cname` = '鞋服';

外连接查询

  • 左外连接
    语法格式 关键字 left [outer] join
    select 字段名 from 左表 left join 右表 on 连接条件
  • 左外连接的特点
    以左表为基准 匹配右表中的数据 如果能匹配上就显示
    如果匹配不上, 左表中的数据正常显示,右表数据显示为null
  • 右外连接
    语法格式 关键字 right [outer] join
    select 字段名 from 左表 right join 右表 on 条件
  • 右外连接的特点
    以右表为基准 匹配左表中的数据 如果能够匹配上 就显示
    如果匹配不到 右表中的数据就正常显示 左表显示null

外连接测试

-- 左外连接查询
SELECT 
* 
FROM category c 
LEFT JOIN products p ON c.`cid` = p.`category_id`;

--  查询每个分类下的商品个数
/*
	1.查询的表
	2.查询的条件 分组 统计
	3.查询的字段 分类 分类下商品个数信息
	4.表的连接条件
*/

SELECT 
	c.`cname`,
	COUNT(p.`pid`)
FROM
-- 表连接
category c  LEFT JOIN products p ON c.`cid` = p.`category_id`
-- 分组
GROUP BY c.`cname`;


-- 右外连接查询
SELECT * FROM products p RIGHT JOIN category c ON p.`category_id` = c.`cid`;

各种连接方式的总结

商品表单MySQL mysql商品表设计思路_子查询_03

  • 内连接: inner join , 只获取两张表中 交集部分的数据.
  • 左外连接: left join , 以左表为基准 ,查询左表的所有数据, 以及与右表有交集的部分
  • 右外连接: right join , 以右表为基准,查询右表的所有的数据,以及与左表有交集的部分

子查询 (SubQuery)

什么是子查询

  • 子查询概念
    一条select 查询语句的结果, 作为另一条 select 语句的一部分
  • 子查询的特点
    子查询必须放在小括号中
    子查询一般作为父查询的查询条件使用
  • 子查询常见分类
    where型 子查询: 将子查询的结果, 作为父查询的比较条件
    from型 子查询 : 将子查询的结果, 作为 一张表,提供给父层查询使用
    exists型 子查询: 子查询的结果是单列多行, 类似一个数组, 父层查询使用 IN 函数 ,包含子查询的结果

子查询的结果作为查询条件

语法格式:SELECT 查询字段 FROM 表 WHERE 字段=(子查询);

-- 子查询作为查询条件

-- 1. 查询化妆品分类下的 商品名称 商品价格
-- 查询出化妆品分类的 id
SELECT cid FROM category WHERE cname = '化妆品'; -- c003

-- 2.根据化妆品id 查询对应商品信息
SELECT 
	p.`pname`,
	p.`price`
FROM products p
WHERE p.`category_id` = (SELECT cid FROM category WHERE cname = '化妆品');

-- 查询小于平均价格的商品信息
-- 1.求出平均价格
SELECT AVG(price) FROM products; -- 1866

-- 2.获取小于平均价格的商品信息
SELECT 
* 
FROM products
WHERE price < (SELECT AVG(price) FROM products);

子查询的结果作为一张表

语法格式:SELECT 查询字段 FROM (子查询)表别名 WHERE 条件;

-- from型子查询方式 

-- 查询商品中,价格大于500的商品信息,包括 商品名称 商品价格 商品所属分类名称
SELECT * FROM category;

SELECT 
	p.`pname`,
	p.`price`,
	c.cname
FROM products p 
-- 注意 子查询的结果作为一张表时,要起一个别名 否则无法访问表中的字段
INNER JOIN (SELECT * FROM category) c ON p.`category_id` = c.cid 
WHERE p.`price` > 500;

注意: 当子查询作为一张表的时候,需要起别名,否则无法访问表中的字段。

子查询结果是单列多行

  • 子查询的结果类似一个数组, 父层查询使用 IN 函数 ,包含子查询的结果
  • 语法格式:SELECT 查询字段 FROM 表 WHERE 字段 IN (子查询);
-- 查询价格小于两千的商品,来自于哪些分类(名称)

-- 1.查询小于两千的商品的 分类id
SELECT DISTINCT category_id FROM products WHERE price < 2000;

-- 2.根据分类的id 查询 分类的信息,使用in函数, in( c002, c003 )
SELECT * FROM category 
WHERE cid IN 
(SELECT DISTINCT category_id FROM products WHERE price < 2000);


-- 查询家电类 与 鞋服类下面的全部商品信息
-- 1.首先要获取 家电类和鞋服类 分类id
SELECT cid FROM category WHERE cname IN('家电','鞋服');

-- 2.根据 分类id 查找商品信息
SELECT 
	* 
FROM products WHERE category_id IN
(SELECT cid FROM category WHERE cname IN('家电','鞋服'));

子查询的总结

  1. 子查询如果是一个字段(单列) ,那么就在where后面做条件
  2. 如果是多个字段(多列) 就当做一张表使用 (要起别名)

数据库设计

数据库三范式(空间最省)

  • 概念: 三范式就是设计数据库的规则.
    为了建立冗余较小、结构合理的数据库,设计数据库时必须遵循一定的规则。在关系型数据
    库中这种规则就称为范式。范式是符合某一种设计要求的总结。要想设计一个结构合理的关
    系型数据库,必须满足一定的范式
    满足最低要求的范式是第一范式(1NF)。在第一范式的基础上进一步满足更多规范要求的
    称为第二范式(2NF) , 其余范式以此类推。一般说来,数据库只需满足第三范式(3NF)就
    行了

第一范式 1NF

  • 概念:
    原子性, 做到列不可拆分
    第一范式是最基本的范式。数据库表里面字段都是单一属性的,不可再分, 如果数据表中每个
    字段都是不可再分的最小数据单元,则满足第一范式。
  • 示例:
    地址信息表中, contry这一列,还可以继续拆分,不符合第一范式

第二范式 2NF

  • 概念:
    在第一范式的基础上更进一步,目标是确保表中的每列都和主键相关。
    一张表只能描述一件事。
  • 示例:
    学员信息表中其实在描述两个事物 , 一个是学员的信息,一个是课程信息
    如果放在一张表中,会导致数据的冗余,如果删除学员信息, 成绩的信息也被删除了

商品表单MySQL mysql商品表设计思路_mysql_04

第三范式 3NF

  • 概念:
    消除传递依赖
    表的信息,如果能够被推导出来,就不应该单独的设计一个字段来存放
  • 示例
    通过number 与 price字段就可以计算出总金额,不要在表中再做记录(空间最省)

数据库反三范式

概念

  • 反范式化指的是通过增加冗余或重复的数据来提高数据库的读性能
  • 浪费存储空间,节省查询时间 (以空间换时间)

什么是冗余字段 ?

  • 设计数据库时,某一个字段属于一张表,但它同时出现在另一个或多个表,且完全等同于它在其本
    来所属表的意义表示,那么这个字段就是一个冗余字段

反三范式示例

  • 两张表,用户表、订单表,用户表中有字段name,而订单表中也存在字段name。
  • 使用场景
    当需要查询“订单表”所有数据并且只需要“用户表”的name字段时, 没有冗余字段 就需要去join连接用户表,假设表中数据量非常的大, 那么会这次连接查询就会非常大的消耗系统的性能.这时候冗余的字段就可以派上用场了, 有冗余字段我们查一张表就可以了.

总结

  • 创建一个关系型数据库设计,我们有两种选择
    尽量遵循范式理论的规约,尽可能少的冗余字段,让数据库设计看起来精致、优雅、让人心
    醉。
    合理的加入冗余字段这个润滑剂,减少join,让数据库执行性能更高更快。