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MySQL-数据库设计和查询语句

1.1 目标

  • 理解实体之间的关系
  • 理解绘制E-R图
  • 理解三范式
  • 理解范式和性能的关系
  • 能够查询表中的数据
  • 理解聚合函数
  • 理解模糊查询
  • 理解分组查询
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1.2 数据库基本概念

1、关系:两个表的公共字段

2、行:也称记录,也称实体

3、列:也称字段,也称属性

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就表结构而言,表分为行和列;
就表数据而言,分为记录和字段;
就面向对象而言,一个记录就是一个实体,一个字段就是一个属性。

4、数据冗余:相同的数据存储在不同的地方

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脚下留心:
1、冗余只能减少,不能杜绝。
2、减少冗余的方法是分表
3、为减少数据查找的麻烦,允许数据有一定的冗余

5、数据完整性:正确性+准确性=数据完整性

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正确性:数据类型正确
准确性:数据范围要准确

思考:学生的年龄是整型,输入1000岁,正确性和准确性如何?

答:正确的,但不准确

思考:年龄是整形的,收入了字符串,正确性和准确性如何?

答:不正确

1.3 实体和实体之间的关系

1、一对一

2、一对多 (多对一)

3、多对多

1.3.1 一对多 1:N

1、主表中的一条记录对应从表中的多条记录。

2、一对多和多对一是一样的


如何实现一对多?

答:主键和非主键建关系

问题:说出几个一对多的关系?

答:班级表和学生表、 班主表和学生表

1.3.2 一对一(1:1)

1、主表中的一条记录对应从表中的一条记录

如何实现一对一?

主键和主键建关系就能实现一对一。

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思考:一对一两个表完全可以用一个表实现,为什么还要分成两个表?

答:在字段数量很多情况下,数据量也就很大,每次查询都需要检索大量数据,这样效率低下。我们可以将所有字段分成两个部分,“常用字段”和“不常用字段”,这样对大部分查询者来说效率提高了。【表的垂直分割】

1.3.3 多对多(N:M)

主表中的一条记录对应从表中的多条记录,从表中的一条记录对应主表中的多条记录

班级和讲师的关系

如何实现多对多?

答:建立第三张表来保存关系。

问题:说出几个多对多的关系?

1、科目表和学生表的关系 2、商品表和订单表 3、游戏目录表和玩家表

1.4 数据库设计的步骤

1.4.1 数据库设计具体步骤

1、 收集信息:与该系统有关人员进行交流、坐谈,充分理解数据库需要完成的任务

2、 标识对象(实体-Entity)标识数据库要管理的关键对象或实体

3、 标识每个实体的属性(Attribute)

4、 标识对象之间的关系(Relationship)

5、 将模型转换成数据库

6、 规范化

1.4.2 绘制E-R图

E-R(Entity-Relationship)实体关系图

E-R图的语法

绘制E-R图

1.4.3 将E-R图转成表

1、 实体转成表,属性转成字段

2、 如果没有合适的字段做主键,给表添加一个自动增长列做主键。

1.4.4 例题

1、项目需求

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BBS论坛的基本功能:
用户注册和登录,后台数据库需要存放用户的注册信息和在线状态信息;
用户发贴,后台数据库需要存放贴子相关信息,如贴子内容、标题等;
用户可以对发帖进行回复;
论坛版块管理:后台数据库需要存放各个版块信息,如版主、版块名称、贴子数等;

2、标识对象

参与的对象有:用户、发的帖子、跟帖、板块

3、标识对象的属性

4、建立关系,绘制E-R图

5、将E-R图转出表结构

1.5 数据规范化

Codd博士定义了6个范式来规范化数据库,范式由小到大来约束,范式越高冗余越小,但表的个数也越多。实验证明,三范式是性价比最高的。

1.5.1 第一范式:确保每列原子性

第一范式确保每个字段不可再分

思考:如下表设计是否合理?

不合理。不满足第一范式,上课时间可以再分

思考:地址包含省、市、县、地区是否需要拆分?

答:如果仅仅起地址的作用,不需要统计,可以不拆分;如果有按地区统计的功能需要拆分。

在实际项目中,建议拆分。

1.5.2 第二范式:非键字段必须依赖于键字段

一个表只能描述一件事

思考:如下表设计是否合理?

1.5.3 第三范式:消除传递依赖

在所有的非键字段中,不能有传递依赖

下列设计是否满足第三范式?

不满足,因为语文和数学确定了,总分就确定了。

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多学一招:上面的设计不满足第三范式,但是高考分数表就是这样设计的,为什么?

答:高考分数峰值访问量非常大,这时候就是性能更重要。当性能和规范化冲突的时候,我们首选性能。这就是“反三范式”。

1.5.4 数据库设计的例题

1、需求

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公司承担多个工程项目,每一项工程有:工程号、工程名称、施工人员等
公司有多名职工,每一名职工有:职工号、姓名、性别、职务(工程师、技术员)等
公司按照工时和小时工资率支付工资,小时工资率由职工的职务决定(例如,技术员的小时工资率与工程师不同)

2、工资表

3、将工资表转成数据库表

4、这个表存在的问题

A:新人入职需要虚拟一个项目

B:职务更改,小时工资率可能会忘记更改,造成数据不完整

C:有人离职,删除记录后,工程也没有了

5、规范化表

第一步:这个表满足第一范式

第二步:这个表不是描述了一件事情

第三步:是否满足第三范式

更改如下:

1.6 查询语句

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语法:select [选项] 列名 [from 表名] [where 条件]  [group by 分组] [order by 排序][having 条件] [limit 限制]

1.6.1 字段表达式

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mysql> select '锄禾日当午';
+------------+
| 锄禾日当午 |
+------------+
| 锄禾日当午 |
+------------+

mysql> select 10*10;
+-------+
| 10*10 |
+-------+
| 100 |
+-------+

通过as给字段取别名

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mysql>  select '锄禾日当午' as content;
+------------+
| content |
+------------+
| 锄禾日当午 |
+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select 10*10 as result;
+--------+
| result |
+--------+
| 100 |
+--------+
1 row in set (0.00 sec)

多学一招:as可以省略

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mysql> select 10*10  result;
+--------+
| result |
+--------+
| 100 |
+--------+
1 row in set (0.00 sec)

1.6.2 from子句

from:来自,from后面跟的是数据源。数据源可以有多个。返回笛卡尔积。

插入测试表

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mysql> create table t1(
-> id int,
-> name varchar(10)
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)

mysql> create table t2(
-> field1 varchar(10),
-> field2 varchar(10)
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t1 values (1,'tom'),(2,'berry');
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> insert into t2 values ('333','333'),('444','444');
Query OK, 2 rows affected (0.02 sec)
Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0

测试多个数据源

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mysql> select * from t1,t2;              # 返回笛卡尔积
+------+-------+--------+--------+
| id | name | field1 | field2 |
+------+-------+--------+--------+
| 1 | tom | 333 | 333 |
| 2 | berry | 333 | 333 |
| 1 | tom | 444 | 444 |
| 2 | berry | 444 | 444 |
+------+-------+--------+--------+
4 rows in set (0.00 sec)

1.6.3 dual表

dual表是一个伪表。在有些特定情况下,没有具体的表的参与,但是为了保证select语句的完整又必须要一个表名,这时候就使用伪表。

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mysql> select 10*10 as result from dual;  #dual表是用来保证select语句的完整性。
+--------+
| result |
+--------+
| 100 |
+--------+

1.6.4 where子句

where后面跟的是条件,在数据源中进行筛选。返回条件为真记录

MySQL支持的运算符

  1. > 大于

  2. <小于

  3. >=

  4. <=

  5. =

  6. !=

  7. and 与

  8. or 或

  9. not 非

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    mysql> select * from stu where stusex='男';		# 查找性别是男的记录
    mysql> select * from stu where stuage>=20; # 查找年龄不低于20的记录

思考:如下代码输出什么

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select * from stu where 1      # 返回所有数据库
select * from stu where 0 #返回空记录

思考:如何查找北京和上海的学生

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mysql> select * from stu where stuaddress='上海' or stuaddress='北京';
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 |
| s25303 | 李斯文 | 女 | 22 | 2 | 北京 | 55 | 82 |
| s25320 | Tom | 男 | 24 | 8 | 北京 | 65 | 67 |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+

1.6.5 in | not in

上面的查询上海和北京的学生的SQL可以通过in语句来实现

1
mysql> select * from stu where stuaddress in ('北京','上海');

练习:

1、查找学号是s25301,s25302,s25303的学生

1
mysql> select * from stu where stuno in ('s25301','s25302','s25303');

2、查找年龄是18,19,20的学生

1
mysql> select * from stu where stuage in(18,19,20);

3、查找不是北京和上海的学生

1
mysql> select * from stu where stuaddress not in ('北京','上海');

1.6.6 between…and|not between…and

查找某个范围的记录

1、查找年龄在18~20之间的学生

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mysql> select * from stu where stuage>=18 and stuage<=20;   # 方法一

mysql> select * from stu where stuage between 18 and 20; # 方法二

2、查找年龄不在18~20之间的学生

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mysql> select * from stu where stuage<18 or stuage>20;		#方法一

mysql> select * from stu where not (stuage>=18 and stuage<=20);

mysql> select * from stu where stuage not between 18 and 20;

1.6.7 is null | is not null

脚下留心:查询一个为空的字段不能用等于,必须用is null

查找缺考的学生

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mysql> select * from stu where ch is null or math is null; # 查找缺考的人
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25304 | 欧阳俊雄 | 男 | 28 | 4 | 天津 | NULL | 74 |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+

查找参加考试的学生

1
mysql> select * from stu where ch is not null and math is not null;

1.6.8 聚合函数

  1. sum() 求和

  2. avg() 求平均值

  3. max() 求最大值

  4. min() 求最小值

  5. count() 求记录数

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#求语文总分、语文平均分、语文最高分、语文最低分、总人数

mysql> select sum(ch) '语文总分',avg(ch) '语文平均分', max(ch) '语文最高分',min(ch) '语文最低分',count(*) '总人数' from stu;
+----------+------------+------------+------------+--------+
| 语文总分 | 语文平均分 | 语文最高分 | 语文最低分 | 总人数 |

+----------+------------+------------+------------+--------+
| 597 | 74.6250 | 88 | 55 | 9 |
+----------+------------+------------+------------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

1.6.9 通配符

  1. _ [下划线] 表示任意一个字符

  2. % 表示任意字符

练习

1、满足“T_m”的有(A、C)

A:Tom B:Toom C:Tam D:Tm E:Tmo

2、满足“T_m_”的有(B、C )

A:Tmom B:Tmmm C:T1m2 D:Tmm E:Tm

3、满足“张%”的是(A、B、C、D)

A:张三 B:张三丰 C:张牙舞爪 D:张 E:小张

4、满足“%诺基亚%”的是(A、B、C、D)

A:诺基亚2100 B:2100诺基亚 C:把我的诺基亚拿过来 D:诺基亚

16.10 模糊查询(like)

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# 查找姓张的同学
mysql> select * from stu where stuname like '张%';
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
#例题
mysql> select * from stu where stuname like 'T_m';
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25320 | Tom | 男 | 24 | 8 | 北京 | 65 | 67 |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

1.6.11 order by排序

asc:升序【默认】

desc:降序

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mysql> select * from stu order by ch desc;		# 语文成绩降序排列

mysql> select * from stu order by math asc; # 数学成绩升序排列

mysql> select * from stu order by math; # 默认升序排列

多列排序

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#年龄升序,成绩降序
mysql> select *,(ch+math) as '总分' from stu order by stuage asc,(ch+math) desc;

思考如下代码表示什么含义

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select * from stu order by stuage desc,ch desc;     #年龄降序,语文降序
select * from stu order by stuage desc,ch asc; #年龄降序,语文升序
select * from stu order by stuage,ch desc; #年龄升序、语文降序
select * from stu order by stuage,ch; #年龄升序、语文升序

1.6.12 group by 【分组查询】

将查询的结果分组,分组查询目的在于统计数据。

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# 按性别分组,显示每组的平均年龄
mysql> select avg(stuage) as '年龄',stusex from stu group by stusex;
+---------+--------+
| 年龄 | stusex |
+---------+--------+
| 22.7500 | 女 |
| 25.4000 | 男 |
+---------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
# 按地区分组,每个地区的平均年龄
mysql> select avg(stuage) as '年龄',stuaddress from stu group by stuaddress;
+---------+------------+
| 年龄 | stuaddress |
+---------+------------+
| 31.0000 | 上海 |
| 21.3333 | 北京 |
| 27.0000 | 天津 |
| 23.0000 | 河北 |
| 23.0000 | 河南 |
+---------+------------+
5 rows in set (0.00 sec)
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脚下留心:
1、如果是分组查询,查询字段必须是分组字段和聚合函数。
2、查询字段是普通字段,只取第一个值

通过group_concat()函数将同一组的值连接起来显示

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mysql> select group_concat(stuname),stusex from stu group by stusex;
+-------------------------------------+--------+
| group_concat(stuname) | stusex |
+-------------------------------------+--------+
| 李斯文,诸葛丽丽,梅超风,Tabm | 女 |
| 张秋丽,李文才,欧阳俊雄,争青小子,Tom | 男 |
+-------------------------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
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多学一招:【了解】
1、分组后的结果默认会按升序排列显示
2、也是可以使用desc实现分组后的降序

多列分组

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mysql> select stuaddress,stusex,avg(stuage) from stu group by stuaddress,stusex;
+------------+--------+-------------+
| stuaddress | stusex | avg(stuage) |
+------------+--------+-------------+
| 上海 | 男 | 31.0000 |
| 北京 | 女 | 22.0000 |
| 北京 | 男 | 21.0000 |
| 天津 | 男 | 27.0000 |
| 河北 | 女 | 23.0000 |
| 河南 | 女 | 23.0000 |
+------------+--------+-------------+
6 rows in set (0.00 sec)

1.6.13 having条件

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思考:数据库中的表是一个二维表,返回的结果是一张二维表,既然能在数据库的二维表中进行查询,能否在结果集的二维表上继续进行查询?

答:可以,having条件就是在结果集上继续进行筛选。

例题

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mysql> select * from stu where stusex='男';   # 从数据库中查找
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 |
| s25304 | 欧阳俊雄 | 男 | 28 | 4 | 天津 | NULL | 74 |
| s25318 | 争青小子 | 男 | 26 | 6 | 天津 | 86 | 92 |
| s25320 | Tom | 男 | 24 | 8 | 北京 | 65 | 67 |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from stu having stusex='男'; # 从结果集中查找
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 |
| s25304 | 欧阳俊雄 | 男 | 28 | 4 | 天津 | NULL | 74 |
| s25318 | 争青小子 | 男 | 26 | 6 | 天津 | 86 | 92 |
| s25320 | Tom | 男 | 24 | 8 | 北京 | 65 | 67 |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

思考如下语句是否正确

having和where的区别:

where是对原始数据进行筛选,having是对记录集进行筛选。

1.6.14 limit

语法:limit 起始位置,显示长度

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mysql> select * from stu limit 0,2;    # 从0的位置开始,取两条数据
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from stu limit 2,2; # 从2的位置开始,取两条数据
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25303 | 李斯文 | 女 | 22 | 2 | 北京 | 55 | 82 |
| s25304 | 欧阳俊雄 | 男 | 28 | 4 | 天津 | NULL | 74 |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+

起始位置可以省略,默认是从0开始

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mysql> select * from stu limit 2;
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
| s25301 | 张秋丽 | 男 | 18 | 1 | 北京 | 80 | NULL |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 |
+--------+---------+--------+--------+---------+------------+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)

例题:找出班级总分前三名

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mysql> select *,(ch+math) total from stu order by total desc limit 0,3;
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+-------+
| stuNo | stuName | stuSex | stuAge | stuSeat | stuAddress | ch | math | total |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+-------+
| s25318 | 争青小子 | 男 | 26 | 6 | 天津 | 86 | 92 | 178 |
| s25321 | Tabm | 女 | 23 | 9 | 河北 | 88 | 77 | 165 |
| s25302 | 李文才 | 男 | 31 | 3 | 上海 | 77 | 76 | 153 |
+--------+----------+--------+--------+---------+------------+------+------+-------+

多学一招:limit在update和delete语句中也是可以使用的。

1.6.15 查询语句中的选项

查询语句中的选项有两个:

1、 all:显示所有数据 【默认】

2、 distinct:去除结果集中重复的数据

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mysql> select distinct stuaddress from stu;
+------------+
| stuaddress |
+------------+
| 上海 |
| 天津 |
| 河南 |
| 河北 |
| 北京 |
+------------+
5 rows in set (0.00 sec)

1.7 union(联合)

插入测试数据

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mysql> create table GO1(
-> id int primary key,
-> name varchar(20));
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

mysql> insert into Go1 values (1,'李白'),(2,'张秋丽');
Query OK, 2 rows affected (0.02 sec)
Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0

1.7.1 union的使用

作用:将多个select语句结果集纵向联合起来

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语法:select 语句 union [选项] select 语句 union [选项] select 语句
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mysql> select stuno,stuname from stu union select id,name from Go1;
+--------+----------+
| stuno | stuname |
+--------+----------+
| s25301 | 张秋丽 |
| s25302 | 李文才 |
| s25303 | 李斯文 |
| s25304 | 欧阳俊雄 |
| s25305 | 诸葛丽丽 |
| s25318 | 争青小子 |
| s25319 | 梅超风 |
| s25320 | Tom |
| s25321 | Tabm |
| 1 | 李白 |
| 2 | 张秋丽 |
+--------+----------+

例题:查询上海的男生和北京的女生

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mysql> select stuname,stuaddress,stusex from stu where (stuaddress='上海' and stusex='男') or (stuaddress='北京' and stusex='女');
+---------+------------+--------+
| stuname | stuaddress | stusex |
+---------+------------+--------+
| 张秋丽 | 上海 | 男 |
| 梅超风 | 北京 | 女 |
+---------+------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select stuname,stuaddress,stusex from stu where stuaddress='上海' and stusex='男' union select stuname,stuaddress,stusex from stu where stuaddress='北京' and stusex='女';
+---------+------------+--------+
| stuname | stuaddress | stusex |
+---------+------------+--------+
| 张秋丽 | 上海 | 男 |
| 梅超风 | 北京 | 女 |
+---------+------------+--------+
2 rows in set (0.02 sec)

1.7.2 union的选项

union的选项有两个

1、 all:显示所有数据

2、 distinct:去除重复的数据【默认】

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mysql> select name from go1 union select stuname from stu;
+----------+
| name |
+----------+
| 李白 |
| 张秋丽 |
| 李文才 |
| 李斯文 |
| 欧阳俊雄 |
| 诸葛丽丽 |
| 争青小子 |
| 梅超风 |
| Tom |
| Tabm |
+----------+

默认是去重复的

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mysql> select name from go1 union all select stuname from stu;  # all不去重复记录
+----------+
| name |
+----------+
| 李白 |
| 张秋丽 |
| 张秋丽 |
| 李文才 |
| 李斯文 |
| 欧阳俊雄 |
| 诸葛丽丽 |
| 争青小子 |
| 梅超风 |
| Tom |
| Tabm |
+----------+

1.7.3 union的注意事项

1、 union两边的select语句的字段个数必须一致

2、 union两边的select语句的字段名可以不一致,最终按第一个select语句的字段名。

3、 union两边的select语句中的数据类型可以不一致。

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