《SQL语言艺术(PDF格式)》第10章

8 1；12…length（ltrim（to_char（rn））））　
9 ｜｜ltrim（to_char（rn）））　
10　from　（select　emp_num；　
11 emp_firstname；　
12 emp_name；　
13 substr（substr（emp_firstname；　1；1）　
14 ｜｜translate（emp_name；　""""；"_　_"）；　1；12）　
15 emp_email；　
16 row_number（）　
17 over　（partitionby　
18 substr（substr（emp_firstname；　1；1）　
19 ｜｜translate（emp_name；"　"""；"_　_"）；1；12）　
20 order　byemp_num）　rn　
21 from　employees_old）　
22　/　
3000rows　created。　
Elapsed：　00：00：11。68　
上面的代码避免了一次一行的处理，而且该解决方案的执行时间仅是先前方案的　60％。　
总结：异常处理会迫使我们采用过程式逻辑。应始终使用声明式SQL，尽量预测可能的异常情况。　
SQL　
SSQQLL的本质　
本章我们将深入讨论SQL查询，并研究如何根据不同情况的具体要求，来编写SQL语句。我们　
会分析复杂的SQL查询语句，将它们拆解成小的语句片断，并讲解这些语句片断如何共同促成　
了最终查询结果的产生。　
SQL　
SSQQLL的本质　
The　Nature　of　SQL　
在深入讨论如何编写SQL查询之前，我们有必要首先了解一些SQL自身的基本特性：SQL与数　
据库引擎（database　engine）和优化器（optimizer）是什么关系？哪些因素可能限制优化效率？　
SQL　
SSQQLL与数据库　
SQL　and　Databases　
关系数据库的出现，要归功于E。F。　Codd的关系理论开创性研究成果。Codd的研究成果为数据　
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库学科提供了坚实的数学基础——而在此之前的很长一个时期数据库学科主要是凭经验。这和　
造桥的历史很相似：几千年前我们就开始建造跨江大桥，但是由于当时的营造商并不完全了解　
造桥材料和桥梁强度之间的关系，桥梁的设计往往会大大超出实际的要求；后来土木工程学的　
材料强度理论完善了，更先进更安全的桥梁也就随之出现，这表明造桥使用的各种建筑材料得　
到了充分利用。的确，如今的一些桥梁工程非常浩大，与此类似，现代DBMS软件能够处理的　
数据量之大也是今非昔比了。关系理论之于数据库，正如土木工程学之于桥梁。　
SQL语言、数据库和关系模型三者经常被混淆。数据库的功能主要是存储数据，这些数据符合　
对现实世界一部分所建立的特定模型。相应地，数据库必须提供可靠的基础设施　
（infrastructure），无论何时都能够让多个用户使用同一些数据，且在数据被修改时不破坏数据　
完整性。这要求数据库能够处理来自不同用户的“资源争用（contention）”，并能在事务　
（transaction）处理过程中遇到机器故障等极端情况下也保持数据一致性。当然，数据库还有　
很多其他的功能，本书并未涵盖。　
正如其名，结构化查询语言（Structured　Query　Language，SQL）无非是一种语言，虽然它与　
数据库关系密切。将SQL语言和关系数据库等同视之，或者更糟——与关系理论等同视之，都　
是错误的。这种错误就好比将掌握了电子表软件或文字处理软件视为掌握了“信息技术”。实际上，　
有些软件产品并非数据库，但它们也支持SQL（注1）。另外，SQL在成为标准之前也不得不与　
诸如RDO或QUEL等其他语言竞争，这些语言曾被许多理论家认为优于SQL。　
为了解决所谓的“SQL问题”，你必须了解两个相关部分：SQL查询表达式和数据库优化器。如图　
4…1所示，这两部分在三个不同区域里协同工作。图的中央是关系理论，这是数学家们尽情发挥　
的区域。简而言之，关系理论支持我们通过一组关系运算符来搜寻满足某些条件的数据，这些　
关系运算符几乎支持任何基本查询。关键在于，关系理论有严格的数学基础，我们完全可以相　
信同一结果可由不同的关系表达式来获得，正如在算术中246/369完全等于2/3一样。　
然而，尽管关系理论有至关重要的理论价值，但一些有重要实践意义的方面它并未涉及，这些　
方面属于图中所示的“报告需求（reporting　requirements）”的范围。其中最明显的例子就是结果　
集的排序：关系理论只关心如何根据查询条件取得正确的数据集；而对我们这些实践者（而非　
理论家）而言，关系操作阶段只负责准确无误地找出属于最终数据集的记录，而不同行的相同　
字段的关系并不是在这个阶段处理，而是完全属于排序操作。另外，关系理论并不涉及各种统　
计功能（例如百分位数等），而这些统计功能经常出现在不同的“SQL方言（dialect）”当中。关系　
理论所研究的是集合（set），但并不涉及如何为这些集合排序。尽管有许多关于排序的数学理　
论，但它们都与关系理论无关。　
必须说明的是，关系操作与上述“报告需求”的不同在于关系操作适用于理论上无限大的、数学　
意义上的集，无论是操作含有十行数据的表、一万行数据的表、还是一亿行数据的表，我们都　
能以相同的方式对其施以任何过滤条件。再次强调：当我们只关心找出并返回符合查询条件的　
数据时，关系理论是完全适用的；然而，当我们需要进行记录排序，或者执行一个大多数人错　
误地认为它是关系操作的group操作时，却已不再是针对可以无限大的数据集进行操作了，而必　
须是一个有限数据集，于是这个结果数据集不再是数学意义上的“关系（relation）”了，至此我们　
已经超出了关系操作层。当然，我们仍然可以利用SQL对该数据集进行一些有用的操作。　
初步总结一下，我们可以将SQL查询表示为一个两层的操作，如图4…2所示。第一层是一个关系　
操作的“核”，它负责找出我们要操作的数据集；第二层是“非关系操作层（non…relational　layer）”，　
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它对有限的数据结果集进行“精雕细刻”从而产生用户期望的最终结果。　
尽管图4…2简要地表达了SQL在数据处理环境中的位置，但SQL查询在大多数情况下都比这要复　
杂得多，图4…2仅仅展示了一个总体的描述。关系操作中的过滤器（filter）有可能只是一个代名　
词，其背后是几个独立过滤器的组合，例如通过union结构或子查询来实现；最终，SQL语句的　
构成可以很复杂。稍后还会讨论编写SQL语句的问题，但我们接下来首先要讨论的是数据物理　
实现和数据库优化器的关系。　
总结：千万别把SQL查询的执行过程中真正的关系操作和附加的展现层（presentation　layer）　
功能混为一谈。　
SQL　
SSQQLL与优化器　
SQL　and　the　Optimizer　
当SQL引擎处理查询时，会用优化器找出执行查询最高效的方式。此时关系理论又可以大有作　
为了——优化器借助关系理论，对开发者提供的语义无误的原始查询进行有效的等价变换，即　
使原始查询编写得相当笨拙。　
优化是在数据处理真正被执行时发生的。经过变换的查询在执行时可能比语义上等效的其他查　
询快得多，这因是否存在索引，以及变换与查询是否适应而不同。在第5章我们将介绍各种数据　
存储模型；有时，特定存储模型决定了查询优化的方式。优化器会检查下列因素：定义了哪些　
索引、数据的物理布局、可用内存大小，以及可用于执行查询任务的处理器数。优化器还很重　
视查询直接或间接涉及的表和索引的数据量。最终，优化器根据数据库的实际实现情况对理论　
上等价的不同优化方案做出权衡，产生有可能是最优的查询执行方案。　
然而，要记住的关键一点