数据库

1、定义

数据库，简单的解释就是存储数据的仓库

2、分类

现在常用数据库主要分为两类：关系型数据库（SQL）和非关系型数据库（NoSQL，Not only Sql）

3、常用数据库

关系型数据库：Oracle、MySql、SQL Server
非关系型数据库：MongoDB、Redis

关系型数据库

1、定义

关系型数据库是一种建立在关系模型上的数据库。其理论基础是集合论与关系代数，表象为：
（1）数据结构，二维数据表
（2）操作指令，SQL
（3）约束完整性，表内数据约束（字段与字段）和表与表之间的约束（外键）。
关系型数据库如何保证数据的完整性：
（1）实体完整性 - 每一条数据都是独一无二的，没有冗余数据 主键 / 唯一索引 保证
（2）参照完整性/ 引用完整性 - 外键保证
（3）领域完整性 - 没有无效的数据 - 数据类型 / 非空约束 / 默认值约束 / 检查约束（MySql不支持检查约束）

2、SQL

SQL：Structured Query Language，结构化查询语言（数据以查询为主，99% 都是在进行查询操作）。
SQL 主要分为三种：

• DDL：Data Definition Language，数据定义语言，用来维护存储数据的结构（数据库、表），代表指令为create、drop和alter等。
• DML：Data Manipulation Language，数据操作语言，用来对数据进行操作（表中的内容）代表指令为insert、delete、update和select。
• DCL：Data Control Language，数据控制语言，主要是负责（用户）权限管理，代表指令为grant和revoke等。
  SQL 是关系型数据库的操作指令，是一种约束，但不强制，类似于 W3C，因此这意味着：不同的数据库产品（如 Oracle 和 MySQL）内部可能会有一些细微的区别。

库操作

1、新增数据库

基本语法：create database + 数据库名称 + [库选项];
其中，库选项是用来约束数据库的，为可选项（有默认值），共有两种，分别为：

• 字符集设定：charset/ character set+ 具体字符集，用来表示数据存储的编码格式，常用的字符集包括GBK和UTF8等。
• 校对集设定：collate+ 具体校对集，表示数据比较的规则，其依赖字符集。

create database tb_student charset utf8;

其中，数据库的名字不能用关键字（已经被占用的字符，例如 update 和 insert 等）或者保留字（将来可能会用的，例如 access 和 cast 等）。
如果还想使用中文作为数据库的名称，那就得保证数据库能够识别中文（强烈建议不要用中文命名数据库的名称），例如：

-- 设置中文名称的方法，其中 gbk 为当前数据库的默认字符集
set names gbk;
create database 成都 charset gbk;

2、查询数据库

查看全部基本语法：show databases;
查看部分（模糊查询基本语法：show databases like 'pattern';
其中，pattern是匹配模式，有两种，分别为：

• "%"：表示匹配多个字符；
• "_"：表示匹配单个字符。
  此外，在匹配含有下划线_的数据库名称的时候，需要在下划线前面加上反斜线\_进行转义操作。

示例：show databases like 'tb%';表示匹配所有tb开头的数据库。

查看数据库的创建语句基本语法：show create database + 数据库名称;
在这里，查看的结果有可能与咱们书写的 SQL 语句不同，这是因为数据库在执行 SQL 语句之前会优化 SQL，系统保存的是优化后的结果。

查询当前连接数据库：

select database();

切换数据库：
语法：use 数据库名;

3、更新数据库

在这里，需要注意：数据库的名字不可以修改。
数据库的修改仅限库选项，即字符集和校对集（校对集依赖字符集）。
基本语法：alter database + 数据库名称 + [库选项];
charset/character set[=] 字符集;
collate[=] 校对集;

alter database tb_student charset gbk; /*表示修改此数据库的字符集为gbk.*/

4、删除数据库

基本语法：drop database + 数据库名称;
在这里，需要注意：在删除数据库之前，应该先进行备份操作，因为删除为不可逆操作，所以不要随意删除数据库。

表操作

1、创建表

基本语法：create table [if not exists] +表名(字段1, 字段2, ...)[表选项]
其中 if not exists 可选表示，如果表存在就不创建，不存在才创建。
表选项有三种变现形式：

• 字符集设定：charset/ character set+ 具体字符集，用来表示数据存储的编码格式，常用的字符集包括GBK和UTF8等。
• 校对集设定：collate+ 具体校对集，表示数据比较的规则，其依赖字符集。
• 存储引擎：engine+具体存储引擎，默认为InnoDB，常用的还有MyISAM.

因为表都归属于数据库，所以在创建表的时候需要指定数据库，有两种指定方法：
1.显示指定

create table if not exists test.student(
    name varchar(10),
    age int,            /* 整型不需要指定具体的长度 */
    grade varchar(10)   /* 最后后一行，不需要加逗号 */
)charset utf8;

2.隐式指定

use test;               /* use + 数据库名称，表示切换到指定的数据库，这句命令其实不加分号也可以，但不建议这么做 */
create table if not exists student(
    name varchar(10),
    age int,            /* 整型不需要指定具体的长度 */
    grade varchar(10)   /* 最后后一行，不需要加逗号 */
)charset utf8;

2、删除表

基本语法：drop table + 表1,[ 表2 ...] ;
在这里，需要注意：此删除为不可逆操作，希望大家谨慎使用。

3、查询表

查看当前库中所有表基本语法: show tables;
同查询库操作一样，也支持模糊查询。
查看建表语句: show create table 表名;
查看表结构（所有字段）:desc 表名;

4、修改表

在这里，需要注意：表的修改，分为修改表本身和修改表中的字段。
第 1 类：修改表本身
修改表名，基本语法：rename table 旧表名 to 新表名;
修改表选项，基本语法：alter table + 表名 + 表选项[=] + 值;

第 2 类：修改表中的字段，新增、修改、重命名和删除

• 新增字段基本语法：alter table + 表名 + add + [column] + 字段名 + 数据类型 + [列属性][位置];
  其中，位置表示此字段存储的位置，分为first（第一个位置）和after + 字段名（指定的字段后，默认为最后一个位置）.

alter table student add column id int first;

• 修改字段基本语法：alter table + 表名 + modify + 字段名 + 数据类型 + [列属性][位置];

alter table student modify name char(10) after id;

• 重命名字段基本语法：alter table + 表名 + change + 旧字段名 + 新字段名 + 数据类型 + [列属性][位置];

alter table tb_student change column stuname stuname varchar(20) not null comment '姓名'; 

• 删除字段基本语法：alter table + 表名 + drop+ 字段名;

alter table tb_student drop stutel;

注意：如果表中已经存在数据，那么删除该字段会清空该字段的所有数据，而且不可逆，慎用。

数据的增删改

1、增加数据

基本语法：
1. 给全表字段增加数据：insert into +表名 values(数据)[,(数据)]
注意这种方法，需要使数据的顺序与字段顺序一致，且非数字值都要用引号引起来。

insert into tb_student values (1001, '王大锤', '男', '1981-01-04', ' 地球村');

2. 给指定字段增加数据：insert into +表名(字段1[,字段2,...]) values(数据)[,数据]

insert into tb_student (stuid, stuname, stubrithday) values (1002, '王小锤', '1981-01-04');

2、更新数据

基本语法：update +表名 set 字段=修改值 [修改数据];
注意如果不指定具体修改数据，则默认修改全表该字段值

-- 更新一条数据的一个字段
UPDATE tb_student set stuaddr='太阳系' where stuid=1002;
-- 更新一条数据的两个字段
UPDATE tb_student set stuaddr='太阳系',stubrithday='1981-01-05' where stuid=1002;
-- 更新两条条数据的一个字段
UPDATE tb_course set credit=3 where cid=1802 or cid=1803;
-- 更新两条条数据的一个字段
UPDATE tb_course set credit=4 where cid in (1802,1803);

3、删除数据

基本语法：delete from +表名 +删除数据

-- 删除数据 从tb_student中删除stuid为1003的记录 
delete from tb_student where stuid=1003;

删除全表数据：

TRUNCATE table tb_student;

且行且珍惜，慎用

数据的查询

1、基本查询

基本语法： select 查询字段 from 查询表 [查询条件]

-- 查询全表 
SELECT *  from tb_student;

-- 查询指定字段
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student;

-- 查询结果重命名
SELECT  stuname as  姓名, stuaddr as 地址  from tb_student;

-- 查询结果筛序
SELECT  stuname as  姓名, stuaddr as 地址  from tb_student where stuid between 1002 and 1004;

-- 判断空使用 is 
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student where stuaddr is null;
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student where stuaddr is not null;

-- 模糊查询 like  %通配符，匹配0个或多个字符  _匹配一个字符
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student where stuaddr like '太%';
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student where stuname like '_五_';

-- 查询排序 order by   降序desc 升序asc
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student order by stuid desc, stubrithday asc;
-- 默认升序
SELECT  stuname, stuaddr  from tb_student order by stuid;

-- 只看前三条记录
SELECT *  from tb_student limit 3;


-- 分页查询，查看第4到6条数据
SELECT *  from tb_student limit 3 offset 3;
SELECT *  from tb_student limit 3,3;
-- 查看第7到9条数据
SELECT *  from tb_student limit 3 offset 6;
SELECT *  from tb_student limit 6,3;

-- 函数查询 DISTINCT 去重  SUBSTR(stuname, 1, 2) 取前两个字符
SELECT DISTINCT SUBSTR(stuname, 1, 2) FROM tb_student;

-- 聚合函数（统计函数）
SELECT MAX(credit) FROM tb_course;
SELECT MIN(credit) FROM tb_course;
SELECT SUM(credit) FROM tb_course;
SELECT AVG(credit) FROM tb_course;
SELECT COUNT(credit) FROM tb_course;

-- 分组查询 GROUP BY
SELECT stusex, count(stuid) FROM tb_student GROUP BY stusex;

-- 分组后的筛选用having
SELECT sid, avg(mark) as m FROM tb_score  GROUP BY sid HAVING m>=90;
  
-- 创建用户 wang 密码 123456 可以从任意地方登录
CREATE USER 'wang' @'%' IDENTIFIED BY '123456';

-- 创建用户 wang 密码 123456 只能从IP为 10.10.21.21 登录 
CREATE USER 'wang' @'10.10.21.21' IDENTIFIED BY '123456';

-- 授权 grant ... to ... 授权所有权限，但是不能给别人授权
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'wang'@'%';

-- 授权所有权限，能给别人授权
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'wang'@'%' with GRANT option;


-- 移除权限
REVOKE ALL PRIVILEGES ON *.* FROM 'wang'@'%';

-- 授权 school数据库中 tb_course 数据表的 select 权限
GRANT select ON school.tb_course TO 'wang'@'%';

-- 授权 school数据库中 select, insert, update, delete 权限
GRANT select, insert, update, delete ON school.* TO 'wang'@'%';

-- 授权 school数据库中 alter, create, drop 权限
GRANT alter, create, drop ON school.* TO 'wang'@'%';
  
-- 表与表之间的关系：
-- 一对一
-- 一对多 / 多对一 外键是多的表
-- 多对多  需要建立中间表



CREATE TABLE tb_teacher (
tid INT COMMENT '教师编号',
tname VARCHAR ( 20 ) NOT NULL COMMENT '教师名字',
title enum ( '教授', '副教授', '讲师', '助教' ) DEFAULT '讲师' COMMENT '教师职称',
cid INT NOT NULL COMMENT '教师所属学院' 
);
-- 修改表，添加主键
ALTER TABLE tb_teacher ADD CONSTRAINT pk_teacher_id PRIMARY KEY ( tid );

-- 修改表，添加外键
ALTER TABLE tb_teacher ADD CONSTRAINT fk_teacher_id FOREIGN KEY ( cid ) REFERENCES tb_college ( collid );

-- 外键约束
-- district：严格模式（默认），父表不能删除或更新一个已经被子表数据引用的记录；
-- cascade：级联模式，父表的操作，对应子表关联的数据也跟着被删除；
-- set null：置空模式，父表的操作之后，子表对应的数据（外键字段）被置空。

-- 设置外键为级联模式 cascade
ALTER TABLE tb_teacher ADD CONSTRAINT fk_teacher_id FOREIGN KEY ( cid ) REFERENCES tb_college ( collid ) on delete cascade on update cascade;

-- 取消外键约束
alter table tb_teacher drop FOREIGN KEY (fk_teacher_id);


-- 查询平均成绩大于等于90分的学生的学号和平均成绩
SELECT sid, avg(mark) as m FROM tb_score  GROUP BY sid HAVING m>=90;

-- 子查询 - 在一个查询中又使用到了另外一个查询的结果
-- 查询年龄最大的学生的姓名(子查询)
 SELECT sname from tb_student WHERE birth=(SELECT min(birth) FROM tb_student);

-- 查询年龄最大的学生姓名和年龄(子查询+运算)
 SELECT sname, year(now())-year(birth) from tb_student WHERE birth=(SELECT min(birth) FROM tb_student);

-- 查询选了两门以上的课程的学生姓名(子查询/分组条件/集合运算)
SELECT sname FROM tb_student WHERE stuid=any(SELECT sid FROM tb_score GROUP BY sid HAVING COUNT(sid)>2);
SELECT sname FROM tb_student WHERE stuid in (SELECT sid FROM tb_score GROUP BY sid HAVING COUNT(sid)>2);

-- 查询学生姓名以及所在学院的名称
SELECT sname, collname FROM tb_student, tb_college WHERE tb_student.collid=tb_college.collid;
SELECT sname, collname FROM tb_student t1, tb_college t2 WHERE t1.collid=t2.collid;
SELECT sname, collname FROM tb_student t1 INNER JOIN  tb_college t2 on t1.collid=t2.collid;

-- 连接查询（联结查询/联接查询）
-- 查询学生姓名、课程名称以及成绩
SELECT sname, cname, mark FROM tb_student, tb_course, tb_score where stuid=sid and couid=cid;
SELECT sname, cname, mark FROM tb_student INNER JOIN tb_score on stuid=sid INNER JOIN tb_course on couid=cid; 

-- 查询选课学生的姓名和平均成绩(子查询和连接查询)
SELECT sname, avgmark FROM tb_student t1 INNER JOIN 
(SELECT sid, avg(mark) as avgmark FROM tb_score GROUP BY sid) t2 on t1.stuid=t2.sid;

-- 查询每个学生的姓名和选课数量(左外连接和子查询)
SELECT sname, coursenum FROM tb_student t1 LEFT OUTER JOIN 
(SELECT sid, count(cid) as coursenum FROM tb_score GROUP BY sid) t2 on t1.stuid=t2.sid;

-- 查询主管的姓名和职位
SELECT ename, job from tbemp t1 WHERE EXISTS (SELECT 'X' FROM tbemp t2 WHERE t1.eno=t2.mgr);

python连接mysql

实例一

import pymysql


def main():
    # 创建数据库连接
    con = pymysql.connect(
        host='localhost', port=3306, user='root', password='123456', database='hrs', charset='utf8', autocommit=True)
    no = int(input('请输入部门编号：'))
    name = input('请输入部门名称：')
    loc = input('请输入部门地址：')
    try:
        # 获取游标
        with con.cursor() as cursor:
            # 向数据库发出SQL指令,cursor.execute() 增删改的操作返回受影响的数据行数
            res = cursor.execute('insert into TbDept values  (%s, %s, %s)', (no, name, loc))
            # 处理返回信息
            if res == 1:
                print('添加成功')
    except pymysql.MySQLError as e:
        print(e)
    finally:
        # 关闭连接
        con.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

实例二

import pymysql


def main():
    # 创建数据库连接
    con = pymysql.connect(
        host='localhost', port=3306, user='root', password='123456', database='hrs', charset='utf8', autocommit=True)
    no = int(input('请输入部门编号：'))
    name = input('请输入部门名称：')
    loc = input('请输入部门地址：')
    try:
        # 获取游标
        with con.cursor() as cursor:
            # 向数据库发出SQL指令
            # res = cursor.execute('delete from tbdept where dno=%s', (no,))
            res = cursor.execute('update tbdept set dname=%s, dloc=%s where dno=%s', (name, loc, no))
            # 处理返回信息
            if res == 1:
                print('更新成功')
    except pymysql.MySQLError as e:
        print(e)
    finally:
        # 关闭连接
        con.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

实例三

import pymysql


class Dept(object):
    def __init__(self, no, name, loc):
        self.no = no
        self.name = name
        self.loc = loc

    def __str__(self):
        return f'{self.no}\t{self.name}\t{self.loc}'


def main():
    con = pymysql.connect(
        host='localhost',
        port=3306,
        user='root',
        passwd='123456',
        charset='utf8',
        database='hrs',
        cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor)
    try:
        with con.cursor() as cursor:
            cursor.execute('select dno no, dname name, dloc loc from tbdept')
            depts = cursor.fetchall()
            print('部门编号', '部门名称', '部门地址', sep='\t')
            for dept in depts:
                print(Dept(**dept))

    except pymysql.MySQLError as e:
        print(e)
    finally:
        con.close()


if __name__ == "__main__":
    main()