SQL Server數(shù)據(jù)庫查詢的統(tǒng)一語句框架

包希日莫

[摘 要] 查詢語句的教學(xué)在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫教學(xué)中占有重要地位。在數(shù)據(jù)庫的查詢語句教學(xué)中引入了查詢語句統(tǒng)一語句框架以及相應(yīng)的問答填空式語句構(gòu)建方法和形式化教學(xué)方案，從而克服了傳統(tǒng)教學(xué)的諸多弊端，在教學(xué)實(shí)踐中收到了較好的效果。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)據(jù)庫；SQL Server；查詢語句；統(tǒng)一語句框架

[中圖分類號] G623.58 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）17-0036-02

一、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢教學(xué)

數(shù)據(jù)庫查詢是計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)庫教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，即使在主流的項(xiàng)目式或任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式下，仍在沿用通過具體實(shí)例逐一介紹查詢技巧的傳統(tǒng)教學(xué)方法[1][2][3]。例如，介紹如何獲取某數(shù)據(jù)表的前若干條記錄時，通常使用實(shí)例

SELECT Top n *

FROM Table1

其含義為返回?cái)?shù)據(jù)表Table1的前n條記錄；介紹左外連接查詢時，使用類似于

SELECT Table1.Column1，Table2.Column2

FROM Table1

LEFT JOIN Table2

ON Table1.Column1=Table2.Column1

的實(shí)例，其含義是返回?cái)?shù)據(jù)表Table1和Table2的笛卡爾積中的滿足指定匹配條件的記錄的指定列和Table1中的失配記錄的指定列。

雖然遵循由簡單到復(fù)雜的教學(xué)規(guī)律，但是上述教學(xué)方法缺乏系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性，知識傳授過于零散，不利于學(xué)生整體知識結(jié)構(gòu)的形成和解決問題能力的培養(yǎng)。此外，由于過于強(qiáng)調(diào)知識傳授的完整性，較難做到主次分明、重點(diǎn)突出，違背教學(xué)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律[4][5]。

二、數(shù)據(jù)庫查詢統(tǒng)一語句框架

筆者在數(shù)據(jù)庫查詢教學(xué)中設(shè)計(jì)和運(yùn)用了如下圖所示的SQL Server數(shù)據(jù)庫查詢統(tǒng)一語句框架，并輔以問答填空式語句構(gòu)建方法和形式化教學(xué)方案，克服了傳統(tǒng)教學(xué)的上述諸多不足，在實(shí)踐中收到了較好的效果。

數(shù)據(jù)庫查詢統(tǒng)一語句框架將查詢語句的諸多方面有機(jī)地關(guān)聯(lián)和整合在一起，有助于學(xué)生認(rèn)清查詢語句各要素之間的關(guān)系并從整體上學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用查詢語句。

下面詳細(xì)闡述和說明該統(tǒng)一語句框架。

（一）路徑①

SELECT語句不以任何數(shù)據(jù)表為查詢對象（如查詢當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息）時，只包含SELECT關(guān)鍵字以及根據(jù)需要給出的函數(shù)或系統(tǒng)變量列表。例如

SELECT HOST_NAME（ ），@@SERVERNAME，DB_NAME（ ），@@VERSION

該語句查詢當(dāng)前的主機(jī)名稱、服務(wù)器名稱、數(shù)據(jù)庫名稱以及SQL Server版本。

（二）路徑②、③

SELECT語句以數(shù)據(jù)表為查詢對象時，SELECT關(guān)鍵字后可以跟隨篩選記錄條件，如TOP n、TOP n PERCENT等，之后應(yīng)為由要求返回其值的列、常量、變量或函數(shù)構(gòu)成的列表。

對數(shù)據(jù)表進(jìn)行非外連接查詢時，SELECT語句中應(yīng)包含F(xiàn)ROM關(guān)鍵字和被查詢數(shù)據(jù)表的名稱列表，當(dāng)這種查詢?yōu)闂l件查詢時，還應(yīng)包含WHERE關(guān)鍵字和查詢條件。例如

SELECT TOP n Table1.Column1，Table2.Column1

FROM Table1，Table2

WHERE Table1.Column1>=Table2.Column1

該語句返回?cái)?shù)據(jù)表Table1和Table2的迪卡爾積的滿足條件Table1.Column1>= Table2.Column1的前n條記錄的指定列。

對數(shù)據(jù)表進(jìn)行返回未匹配記錄的外連接查詢時，SELECT語句應(yīng)包含

FROM （ ）

RIGHT|LEFT|FULL JOIN （ ）

ON （ ）

FROM、JOIN和ON關(guān)鍵字后依次為左數(shù)據(jù)表名稱、右數(shù)據(jù)表名稱和匹配條件。外連接查詢的實(shí)例請參見本文的第二個例子。

（三）路徑④

對數(shù)據(jù)表的查詢結(jié)果進(jìn)行分組時，SELECT語句應(yīng)包含GROUP BY和作為分組依據(jù)的列的名稱，需要對分組結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步篩選時，應(yīng)包含HAVING關(guān)鍵字和篩選條件。例如

SELECT Column1，F(xiàn)unction1（*），F(xiàn)unction2（Column2）

FROM Table1

GROUP BY Column1

HAVING Column1> n

該語句將Column1的值相同的記錄劃為一組，返回滿足條件Column1> n的各組的Column1列、Funtion1（*）函數(shù)和Function2（Column2）函數(shù)的值。

（四）路徑⑤

需要對查詢結(jié)果進(jìn)行排序時，SELECT語句中應(yīng)當(dāng)引入ORDER BY、排序依據(jù)以及升序、降序選擇。例如

SELECT Column1，Column2

FROM Table1

ORDER BY Column2 DESC

該語句對查詢結(jié)果以Column2的降序進(jìn)行排序。需要指出的是，如果GROUP BY后使用ORDER BY，則對分組結(jié)果進(jìn)行排序。例如

SELECT Column1， Function1（Column2）

FROM Table1

GROUP BY Column1

ORDER BY Function1（Column2） DESC

該語句對數(shù)據(jù)表Table1的內(nèi)容以Column1為依據(jù)進(jìn)行分組，計(jì)算每組記錄的Function1（Column2）值，最后對分組結(jié)果按Function1（Column2）的降序進(jìn)行排序。

三、數(shù)據(jù)庫查詢的問答填空式語句構(gòu)建

面對實(shí)際查詢需求，可以基于上述統(tǒng)一語句框架，采用問答填空式方法構(gòu)建需要的查詢語句。

首先，通過回答下列問題，選擇查詢語句的主要關(guān)鍵字從而確定其主體結(jié)構(gòu)：

1.是否為數(shù)據(jù)表查詢？該問題用于取舍上圖框架中的路徑①；

2.數(shù)據(jù)表查詢時，是否要求返回不匹配的記錄？該問題用于在上圖框架的路徑②和路徑③之間進(jìn)行選擇；

3.數(shù)據(jù)表非外連接查詢時，是否有查詢條件？該問題用于決定是否包含WHERE關(guān)鍵字；

4.數(shù)據(jù)表查詢時是否需要分組，分組后是否需要篩選？這些問題分別用于取舍上圖框架中的路徑④以及關(guān)鍵字HAVING；

5.數(shù)據(jù)表查詢時是否需要排序？該問題用于取舍上圖框架中的路徑⑤。

之后，分析確定統(tǒng)一語句框架中被選定關(guān)鍵字后的各括號位置上應(yīng)填的內(nèi)容，從而構(gòu)建起完整的查詢語句。

例如，如果查詢需求為“統(tǒng)計(jì)圖書信息表中清華大學(xué)出版社、電子工業(yè)出版社以及機(jī)械工業(yè)出版社出版的書籍的數(shù)量，計(jì)算各出版社出版的書籍的平均價格并按平均價格由高到低的順序進(jìn)行排序”，通過回答上述問題，可以依次做到：舍棄路徑①；在路徑②和③之間選擇路徑②；不包含關(guān)鍵字WHERE；選擇路徑④及關(guān)鍵字HAVING；選擇路徑⑤。之后在每個關(guān)鍵字后填寫查詢需求中提到的條件，即可得到滿足要求的查詢語句：

SELECT 出版社，COUNT（*），AVG（價格）

FROM 圖書信息表

GROUP BY 出版社

HAVING 出版社=′清華大學(xué)出版社′OR 出版社=′電子工業(yè)出版社′OR出版社=′機(jī)械工業(yè)出版社′

ORDER BY AVG（價格） DESC。

四、數(shù)據(jù)庫查詢的教學(xué)方案設(shè)計(jì)

圍繞統(tǒng)一語句框架和配套的語句構(gòu)建方法展開的數(shù)據(jù)庫查詢教學(xué)，其總體教學(xué)方案可設(shè)計(jì)如下：

（一）實(shí)例導(dǎo)入

在介紹數(shù)據(jù)庫查詢的概念、重要性和應(yīng)用場景的前提下，讓學(xué)生直接感受若干個簡單的查詢語句，從而使他們對數(shù)據(jù)庫查詢形成初步的感性認(rèn)識。

（二）統(tǒng)一語句框架與問答填空式語句構(gòu)建

在闡述查詢語句關(guān)鍵字集合的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)引入和講授本文的數(shù)據(jù)庫查詢統(tǒng)一語句框架以及基于該框架的問答填空式查詢語句構(gòu)造方法。與查詢語句相關(guān)的零散內(nèi)容，如函數(shù)的使用、條件表達(dá)式的書寫等，可以在介紹問答填空式語句構(gòu)建方法時附帶講授。

（三）鞏固練習(xí)

針對各種查詢需求進(jìn)行查詢語句構(gòu)造練習(xí)。此期間的練習(xí)題覆蓋面要廣，諸多練習(xí)題應(yīng)當(dāng)涵蓋上圖所示統(tǒng)一語句框架的主要路徑，即練習(xí)題中應(yīng)當(dāng)包括非外連接（單表查詢、多表查詢）查詢、外連接（左外連接、右外連接、全外連接）查詢以及查詢結(jié)果分組與排序的各類題目。

五、總結(jié)

以數(shù)據(jù)庫查詢統(tǒng)一語句框架為核心、輔以問答填空式語句構(gòu)建方法和形式化教學(xué)方案的數(shù)據(jù)庫查詢教學(xué)為傳統(tǒng)教學(xué)帶來了諸多變化，如教學(xué)內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)并構(gòu)成了有機(jī)整體；教學(xué)過程更加主次分明、重點(diǎn)突出；教學(xué)目標(biāo)更加具體和明確；學(xué)生成就感增強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性得到提高；近乎形式化的過程使學(xué)習(xí)難度降低，學(xué)生負(fù)擔(dān)減輕。

如何設(shè)計(jì)形式化教學(xué)方案是需要進(jìn)一步深入探討的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫繼紅，黃龍泉.SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.

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