SQL (Linguagem de Consulta Estruturada)

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1 SQL (Linguagem de Consulta Estruturada) M.Sc. Cristiano Mariotti Introdução à SQL 1

2 Visão Geral Introdução Comandos de Definição de Dados Comandos de Manipulação de Dados Introdução à SQL 2

3 Introdução SQL é a linguagem utilizada para se comunicar com o SGBD. Os comandos da linguagem SQL cobrem duas categorias: Comandos de Definição de Dados Comandos de Manipulação de Dados SQL é relativamente fácil de aprender Há um grupo ANSI para a SQL. Introdução à SQL 3

4 Introdução SQL foi um fator importante para a aceitação do modelo relacional. SQL permite definir estruturas para armazenar e manipular os dados em um banco de dados. SQL permite a especificação de várias restrições de integridade. Há muitos modos alternativos de expressar uma consulta. Introdução à SQL 4

5 Visão Geral Introdução Comandos de Definição de Dados Comandos de Manipulação de Dados Introdução à SQL 5

6 Comandos de Definição de Dados Conjunto de comandos da DDL (Data Definition Language) da SQL. Comandos nesta categoria: Criação de bancos de dados Criação/remoção de tabelas. Reestruturação de tabelas. Definição de restrições de integridade. Introdução à SQL 6

7 Criando um Banco de Dados Um SGBD pode gerenciar muitos bancos de dados. Cada banco de dados pode conter muitos objetos (tabelas, índices, etc.) Para criar um banco de dados, existe o seguinte comando SQL: CREATE DATABASE <nome_banco>; Exemplo: CREATE DATABASE debad; Introdução à SQL 7

8 Criando estruturas de tabelas Para criar a estrutura de uma nova tabela em um banco de dados, utilize o comando a seguir: CREATE TABLE <nome tabela>( <nome_atr1 e características_atr1>, <nome_atr2 e características_atr2>, <nome_atr3 e características_atr3>, primary key <PK>, foreign key <FK>); Introdução à SQL 8

9 Criando estruturas de tabelas: exemplo Considere o seguinte esquema relacional: Representantes ( idr, nome, salario, data_nasc, data_contr, comissao, telefone, regiao) Produtos(idp, descricao, preco, estoque, estoque_min, desconto) Vendas(idp, idr, data, qtd) As definições destas relações em SQL são apresentadas nos slides a seguir. Introdução à SQL 9

10 Criando tabela de Representantes CREATE TABLE Representantes (idr SMALLINT NOT NULL UNIQUE, nome VARCHAR(35) NOT NULL, telefone CHAR(9) NOT NULL, data_nasc DATE, data_contr DATE, comissao NUMBER, salario NUMBER NOT NULL, regiao CHAR(2) NOT NULL, PRIMARY KEY (idr)); Introdução à SQL 10

11 Criando tabela de Produtos CREATE TABLE Produtos ( idp SMALLINT NOT NULL UNIQUE, descricao VARCHAR(50) NOT NULL, estoque SMALLINT NOT NULL, estoque_min SMALLINT NOT NULL, preco NUMBER NOT NULL, desconto NUMBER, PRIMARY KEY (idp)); Introdução à SQL 11

12 Criando tabela de Vendas CREATE TABLE Vendas ( idp SMALLINT NOT NULL, idr SMALLINT NOT NULL, qtd SMALLINT NOT NULL, data DATE, PRIMARY KEY (idp, idr, data), FOREIGN KEY (idr) REFERENCES Representantes, FOREIGN KEY (idp) REFERENCES Produtos); Introdução à SQL 12

13 Tipos de dados em SQL Tipo de Dados Formato Numérico Texto Data NUMBER(L,D) INTEGER SMALLINT DECIMAL(L,D) CHAR(L) VARCHAR(L) DATE Introdução à SQL 13

14 Restrições de Integridade (Revisão) Uma Ri descreve condições que todas as tuplas de uma relação devem satisfazer. Inserções/remoções/atualizações que violam alguma RI não são permitidas. Podem ser utilizadas para assegurar a semântica de aplicação (e.g., idr é uma chave), ou prevenir inconsistências (e.g., nome tem que ser uma string, idade tem que ser > 18) Tipos de RI s: Restrições de domínio, restrições de chave primária, restrições de chave estrangeira, outras integridades. Introdução à SQL 14

15 Restrições de Integridade em SQL Integridade de Domínio Todo atributo é associado a um tipo quando da definição da tabela. Integridade de Entidade (restrição de chave primária) PRIMARY KEY NOT NULL e UNIQUE Integridade Referencial (restrição de chave estrangeira) FOREIGN KEY Outras Integridades: Definidas com o comando ALTER TABLE. Introdução à SQL 15

16 Outros comandos de definição de dados ALTER TABLE: altera a estrutura de uma tabela. ALTER TABLE <nome tabela> MODIFY <nome coluna> <novas características>; ALTER TABLE <nome tabela> ADD < nome coluna > < características da nova coluna >; ALTER TABLE <nome tabela> ADD CONSTRAINT < restrição geral >; DROP TABLE: remove uma tabela. DROP TABLE <nome tabela> ; Introdução à SQL 16

17 ALTER TABLE: exemplos ALTER TABLE Produtos ADD PRIMARY KEY (idp); ALTER TABLE Produtos ADD FOREIGN KEY (codvendedor) REFERENCES Vendedores; ALTER TABLE Produtos ADD PRIMARY KEY (idp) ADD FOREIGN KEY (idr) REFERENCES Vendedores; Introdução à SQL 17

18 ALTER TABLE: exemplos (cont.) Mudando o tipo de dados de uma coluna: ALTER TABLE Produtos MODIFY idp CHAR(5); Mudando as características de uma coluna: ALTER TABLE Produtos MODIFY preco DECIMAL(9,2); Adicionando uma nova coluna: ALTER TABLE Produtos ADD precovenda DECIMAL(9,2); Introdução à SQL 18

19 ALTER TABLE x Restrições: exemplos Assegurando que idp é sempre positivo: ALTER TABLE Produtos ADD CONSTRAINT (idp > 0); Assegurando valores válidos para região: ALTER TABLE Representantes ADD CONSTRAINT (regiao IN ( SE, NE, SU, NO, SO )); Data de nascimento anterior à data de contratação: ALTER TABLE Representantes ADD CONSTRAINT (data_nasc < data_contr); Comissão é uma porcentagem: ALTER TABLE Representantes ADD CONSTRAINT (comissao >= 0 AND comissao <= 100); Introdução à SQL 19

20 Visão Geral Introdução Comandos de Definição de Dados Comandos de Manipulação de Dados Introdução à SQL 20

21 Comandos de Manipulação de Dados Conjunto de comandos da DML (Data Manipulation Language) da SQL. Comandos nesta categoria: Inserção de registros Remoção de registros Atualização de de registros Seleção de registros Introdução à SQL 21

22 Inserindo dados em tabelas Uma vez que uma tabela é definida, dados podem ser inseridos: INSERT INTO <nome tabela> VALUES (valor_atr1, valor_atr2,, valor_atri,, etc.); Exemplos INSERT INTO Representantes VALUES(31, 'Arquimedes', '21',' ', #02/03/1960#, #13/07/1980#, 0, 1200, SE'); INSERT INTO Produtos VALUES(104, 'Resma Papel A4', 90, 50, 10.99, 0.00); Introdução à SQL 22

23 Atualizando dados em tabelas Pode-se atualizar dados em um tabela.: UPDATE <nome tabela> SET atr1 = valor1, atr2 = valor2,, atri = valori,, etc. [WHERE condição]; Exemplos UPDATE Produtos SET estoque = 120 UPDATE Produtos SET preco = 15.99, estoque_min=10 WHERE idp = 103; Introdução à SQL 23

24 Removendo dados em tabelas Para remover dados em uma tabela, use o comando a seguir: DELETE FROM <nome tabela> [WHERE condição]; Exemplos DELETE FROM Produtos WHERE idp = 103; DELETE FROM Produtos WHERE estoque_minimo = 5; Importante: DELETE sem WHERE remove todos os registros da tabela. Introdução à SQL 24

25 Seleção Básica SELECT FROM WHERE [ALL DISTINCT] atr-lst rel-lst condição rel-lst Uma lista de nomes de relações (possivelmente com uma variável de faixa após cada nome). atr-lst Uma lista de atributos de relações em rellist condição Comparações (Attr op const or Attr1 op Attr2, onde op é um de,,,,, ) combinados usando AND, OR e NOT. Introdução à SQL 25

26 Estratégia de Avaliação de Consultas O significado de uma consulta SQL é definida em termos da seguinte estratégia de avaliação: Compute o produto cartesiano de rel-lst. Ignore tuplas resultantes se estas não estão de acordo com condição. Remova os atributos que não estão em atr-lst. Se DISTINCT é especificado, elimine duplicatas. Esta estratégia é provavelmente o modo mais ineficiente de executar uma consulta! Um otimizador irá encontrar um modo mais eficiente para computar a mesma resposta. Introdução à SQL 26

27 Revisando o Produto Cartesiano Sejam dois conjuntos A e B: A = {a 1, a 2, a 3 } B = {b 1, b 2, b 3 } Produto cartesiano: A x B = { (a 1, b 1 ), (a 1, b 2 ), (a 1, b 3 ), (a 2, b 1 ), (a 2, b 2 ), (a 2, b 3 ), (a 3, b 1 ), (a 3, b 2 ), (a 3, b 3 ) } Propriedade: Card(A x B) = Card(A) x Card(B). Pode haver o produto cartesiano entre mais de dois conjuntos... Introdução à SQL 27

28 Tabelas de exemplo Representantes idr nom e com issao idade Utilizaremos estas tabelas para os exemplos em SQL. 22 Platão A rquim edes A ristóteles Vendas idr idp qtd data /10/ /12/96 Produtos idp nom e preco 101 Pá A licate Escova Pilha 25.0 Introdução à SQL 28

29 Estratégia de Avaliação - Exemplo SELECT R.nome FROM Representantes R, Vendas V WHERE R.idr=V.idr AND R.idp=103 (idr) nom e com issao idade (idr) idp qtd data 22 A ristóteles /10/96 22 A ristóteles /12/96 31 A rquim edes /10/96 31 A rquim edes /12/96 58 Platão /10/96 58 Platão /12/96 Introdução à SQL 29

30 Variáveis de Faixa OU Referência alternativa para o nome de uma tabela. Realmente necessárias somente se a mesma relação aparece mais de uma vez na cláusula FROM. A consulta anterior pode também ser escrita como: SELECT R.nome FROM Representantes R, Vendas V WHERE R.idr=V.idr AND idp=103 Entretanto, é recomendável utilizar sempre variáveis de faixa. SELECT nome FROM Representantes, Vendas WHERE Representantes.idr=Vendas.idr AND idp=103 Introdução à SQL 30

31 Utilizando DISTINCT ou ALL O uso de DISTINCT indica que a resposta não deve conter duplicatas. Por default, duplicatas não são eliminadas (ALL)! Exemplo: Encontre os identificadores dos representantes que venderam no mínimo um produto. SELECT DISTINCT R.idr FROM Representantes R, Vendas V WHERE R.idr=V.idr O uso de DISTINCT neste caso faria diferença? Qual o efeito de substituir V.idr por V.nome na cláusula SELECT? Introdução à SQL 31

32 Apelidos para colunas Nomes de colunas do resultado de uma seleção podem ser renomados. Exemplo: SELECT R.nome AS "Cliente VIP" FROM Representantes R, Vendas V WHERE R.idr=V.idr Introdução à SQL 32

33 Operadores Especiais BETWEEN usado para definir faixas de valores. IS NULL usado para verificar se um atributo tem valor nulo. LIKE usado para encontrar strings similares. IN usado para verificar se o valor de um atributo está contido em um certo conjunto. EXISTS usado para verificar se um atributos tem um valor. EXISTS é o oposto de IS NULL. Introdução à SQL 33

34 Operador BETWEEN Liste os produtos cujos preços estejam entre e : SELECT * FROM Produtos WHERE preco NOT BETWEEN AND 15.00; A consulta anterior é equivalente à seguinte consulta: SELECT * FROM Produtos WHERE preco < AND preco > 15.00; Introdução à SQL 34

35 Operador BETWEEN Liste os produtos cujos estoques estão próximos do estoque mínimo: SELECT * FROM Produtos WHERE estoque BETWEEN estoque_min AND estoque_min*1.1; A consulta anterior é equivalente à seguinte consulta: SELECT * FROM Produtos WHERE estoque >= estoque_min AND Estoque <= estoque_min*1.1; Introdução à SQL 35

36 Operador IS NULL Liste os códigos e descrições de produtos cujos valores de estoque mínimo não foram definidos: SELECT idp, descricao FROM Produtos WHERE estoque_min IS NULL; Liste os códigos e descrições de produtos cujos valores de desconto não foram definidos: SELECT idp, descricao FROM Produtos WHERE desconto IS NULL; Introdução à SQL 36

37 Operador LIKE Liste as datas de nascimento dos representantes cujos nomes comecem por A e terminem por s, tendo no mínimo 3 letras no nome: SELECT R.data_nascimento FROM Representantes R WHERE R.nome LIKE 'A_%s Liste os vendedores cujo nome comece por Ari : SELECT * FROM Representantes WHERE nome LIKE Ari% ; Importante: note que `_ significa qualquer caractere, e `% significa 0 ou mais caracteres. Introdução à SQL 37

38 Operador LIKE Note que `_ significa qualquer caractere, e `% significa 0 ou mais caracteres. Note também que o operador LIKE não difere entre minúsculas e maiúsculas. Liste os nomes representantes cujos nomes não tenham a letra D: SELECT nome FROM Representantes WHERE nome NOT LIKE '%D% Introdução à SQL 38

39 Operador IN Liste os produtos cujo código esteja no conjunto {101, 104, 103} : SELECT * FROM Produtos WHERE idp IN (101, 104, 103); SELECT * FROM Produtos WHERE idp = 101 OR idp = 104 OR idp = 103 Introdução à SQL 39

40 Operador EXISTS Liste todos os representantes que possuem vendas de produtos cujos preços são maiores que reais. SELECT R.* FROM Representantes R, Vendas V WHERE (V.idr = R.idr) AND EXISTS (SELECT * FROM Produtos P WHERE P.preco > 20.0 AND V.idp = P.idp); Introdução à SQL 40

41 Manipulação de Campos de Data Selecione os nomes dos representantes de até 21 anos de idade: SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE Year(now()) - Year([data_nasc]) <= 21 Selecione as descrições dos produtos vendidos entre 13 e 15 de setembro de 1990: SELECT P.descricao FROM Produtos P, Vendas V WHERE V.idp = P.idp AND V.data > #13/09/1990# Introdução à SQL 41

42 Operador UNION Pode ser usado para computar a união de quaisquer dois conjuntos de tuplas (resultados de consultas) compatíveis Exemplo: liste os clientes que reservaram um carro verde ou vermelho Se OR for substituído por AND na primeira versão, qual é o resultado? SELECT R.idr FROM Representantes R, Produtos P, Vendas R WHERE R.idr=R.idr AND R.idp=P.idp AND (B.cor= vermelho OR P.cor= verde ) SELECT R.idr FROM Representantes R, Produtos P, Vendas R WHERE R.idr=R.idr AND R.idp= P.idp AND P.estoque_min < P.estoque UNION SELECT R.idr FROM Representantes R, Produtos P, Vendas R WHERE R.idr=R.idr AND R.idp= P.idp AND P.estoque_min < P.estoque Introdução à SQL 42

43 Consultas Aninhadas (sub-consultas) A cláusula WHERE pode ela própria conter uma consulta SQL! Para entender a semântica de consultas aninhadas, pense na avaliação de estruturas de repetição (loops) aninhados: para cada cliente, verifique a condição através do computo da sub-consulta. Introdução à SQL 43

44 Consultas Aninhadas: exemplo Liste os nomes dos representantes que venderam o produto #103: OU SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE R.idr IN (SELECT V.idr FROM Vendas V WHERE V.idp=103) SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE EXISTS (SELECT * FROM Vendas V WHERE V.idp=103 AND R.idr=V.idr) Introdução à SQL 44

45 Consultas Aninhadas: exemplo Liste o(s) nome(s) dos representantes mais jovem(ens): SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE data_nasc = (SELECT MAX(data_nasc) FROM Representantes) Liste os nomes dos representantes cuja comissão é menor que a média: SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE comissao < ( SELECT AVG(comissao) FROM Representantes ); Introdução à SQL 45

46 Negação de Operadores Operadores podem ser negados : NOT IN, NOT EXISTS,... Exemplo: liste identificador e salário dos representantes que não venderam produto algum. SELECT R.idr, R.salario FROM Representantes R WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM Vendas V WHERE V.idr = R.idr) Exemplo: liste nome do representante, descrição do produto, data e quantidade vendida para as vendas cujas quantidades são maiores que 2: SELECT DISTINCT R.nome, P.descricao, V.data, V.qtd FROM Representantes R, Vendas V, Produtos P WHERE R.idr = V.idr AND V.idp = P.idp AND V.qtd NOT IN (1, 2) Introdução à SQL 46

47 Funções de Agregação Servem para realizar cálculos sobre colunas de um relação. COUNT (*) COUNT (A) SUM (A) AVG (A) MIN (A) MAX (A) um atributo Função C O U N T M IN M AX AVG SU M Saída O núm ero de linhas contendo o atributo especificado. A valor m ínim o encontrado do atributo. A valor m áxim o encontrado do atributo. A m edia aritm ética para os valores do atributo especificado. A som a dos valores para o atributo especificado. Introdução à SQL 47

48 Função COUNT: exemplos Liste a quantidade de representantes da empresa: SELECT COUNT (*) FROM Representantes R Liste o total de produtos vendidos pelo vendedor cujo identificador é igual a 2: SELECT COUNT (*) FROM Representantes R, Vendas V WHERE (R.nome LIKE 'E%' OR R.nome LIKE 'J%') AND (R.idr = V.idr) Introdução à SQL 48

49 Função MAX: exemplos Liste os representantes que recebem a maior comissão: SELECT R1.nome FROM Representantes R1 WHERE R1.comissao = (SELECT MAX(R2.comissao) FROM Representantes R2) Liste nome e data de nascimento do(s) representantes(s) mais jovem(ens): SELECT R.nome, R.data_nasc FROM Representantes R WHERE R.data_nasc = (SELECT MAX (S2.data_nasc) FROM Representantes S2) Introdução à SQL 49

50 Função MAX: exemplos A consulta a seguir é ilegal (não se pode utilizar uma função de agregação na cláusula SELECT se houver outra coluna nesta cláusula sem função de agregação): SELECT R.nome, MAX (R.comissao) FROM Representantes R Liste nome e data de nascimento do(s) representantes(s) mais jovem(ens): SELECT R.nome, R.data_nasc FROM Representantes R WHERE R.data_nasc = (SELECT MAX (S2.data_nasc) FROM Representantes S2) Introdução à SQL 50

51 Função AVG: exemplos Liste a média de preços dos produtos: SELECT AVG(preco) As Média FROM Produtos Liste a média de preços dos produtos cujo desconto é maior que zero: SELECT AVG(P.preco) As "Média de Preços" FROM Produtos P WHERE P.desconto > 0 Liste os nomes dos representantes cuja comissão seja maior ou igual à comissão média dos representantes: SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE R.comissao >= (SELECT AVG(R.comissao) FROM Representantes) Introdução à SQL 51

52 Função AVG: exemplos Liste a média dos salários para os representantes cuja comissão seja maior ou igual à comissão 10%: SELECT AVG ( DISTINCT R.salario) FROM Representantes R WHERE R.comissao >=10 Liste os produtos cujo preço seja maior que a méida de preços de todos os produtos: SELECT P.descricao, P.preco, P.idp FROM Produtos P WHERE preco > (SELECT AVG(preco) FROM Produtos) ORDER BY preco DESC; Introdução à SQL 52

53 Função SUM: exemplos Liste a soma dos salários de todos os representantes: SELECT SUM(R.salario) FROM Representantes R; Liste a soma das quantidades vendidas do produto cujo identificador é igual a 100 e que foi vendida por Arquimedes: SELECT SUM(V.qtd) FROM Vendas V, Representantes R WHERE (R.nome = 'Arquimedes') AND (V.idr = R.idr) AND (V.idp = 100) Introdução à SQL 53

54 Consulta de Seleção Estendida SELECT [ALL DISTINCT] atr-lst FROM rel-lst WHERE condição1 [ORDER BY atributos [ASC DESC]] [GROUP BY grp-lst] [HAVING condição2] Introdução à SQL 54

55 A cláusula ORDER BY A cláusula ORDER BY (opcional) serve para ordenar o resultado por um ou mais campos. A ordenação pode ser ascendente (default) ou descendente. ASC para ascendente DESC para descendente Sintaxe: ORDER BY <atributos> [ASC DESC] Introdução à SQL 55

56 ORDER BY: exemplos Selecione os representantes por ordem ascendente de nome e por ordem descendente de identificador: SELECT * FROM Representantes R ORDER BY R.nome, R.idr DESC Selecione as descrições dos produtos por ordem ascendente de preço: SELECT P.descricao FROM Produtos P ORDER BY P.preco Introdução à SQL 56

57 ORDER BY: exemplos Selecione as descrições dos produtos cujo preco seja maior que 10,00 por ordem ascendente de preço: SELECT P.descricao FROM Produtos P ORDER BY P.preco Liste (em ordem alfabética) os nomes dos representantes que realizaram mais de 2 vendas. SELECT R.nome FROM Representantes R WHERE 2 < (SELECT COUNT(*) As cnt FROM Vendas V WHERE R.idr = V.idr) ORDER BY R.nome Introdução à SQL 57

58 A cláusula GROUP BY Um grupo é um conjunto de tuplas que têm o mesmo valor para todos os atributos em grp-lst. A expressão atr-lst pode conter: Nome de atributos Termos com agregações (e.g., MIN (R.comissao)). A atr-lst deve ser um subconjunto de grp-lst. Cada linha da resposta corresponde a um grupo, e atributos em grp-lst devem ter um valor único por grupo. Introdução à SQL 58

59 Cláusula GROUP BY: exemplos Liste os salário e nomes de representantes agrupados por valores de salários: SELECT R.salario, R.nome FROM Representantes R GROUP BY R.salario, R.nome Liste os salários pagos na empresa e, para cada valor de salário, a quantidade de pessoas que ganham este salário: SELECT R.salario, COUNT (*) As QtdVendedores FROM Representantes R GROUP BY R.salario Introdução à SQL 59

60 Cláusula GROUP BY: exemplos Para cada representante cuja comissão seja maior ou igual a 12%, liste o número de vendas por ele realizadas: SELECT R.nome, COUNT (*) AS scount FROM Representantes R, Vendas V WHERE R.idr=V.idr AND R.comissao >=12 GROUP BY R.nome Pergunta: e se for removida a condição R.idr=V.idr da cláusula WHERE? Dica: pense no produto cartesiano entre Representantes e Vendas. Introdução à SQL 60

61 Cláusula HAVING Só pode ser utilizada juntamente com a cláusula GROUP BY (toda vez que queremos especificar a cláusula HAVING, deve-se ter um GROUP BY associado. ). Introdução à SQL 61

62 GROUP BY e HAVING: Avaliação O produto cartesiano de rel-lst é computado, tuplas que não satisfazem condição1 são descartadas, campos desnecessários são removidos, e as tuplas restantes são particionadas em grupos pelos valores dos atributos em grp-lst. A expressão condição2 é então aplicada para eliminar alguns grupos. Expressões em condição2 devem obrigatoriamente ter um único valor por grupo! De fato, um atributo em condição2 que não é um argumento de uma agregação também aparece em grp-lst. Uma tupla de resposta é gerada para grupo qualificado. Introdução à SQL 62

63 Cláusula HAVING: exemplos Encontrar os valores de comissão de representantes que são pagos a mais de um representante: SELECT R.comissao FROM Representantes R GROUP BY R.comissao HAVING COUNT(*) > 1 Introdução à SQL 63