Инструкция SELECT: расширенные возможности. Язык SQL. Формирование запросов к базе данных

• Агрегатные функции используются подобно именам полей в операторе SELECT, но с одним исключением: они берут имя поля как аргумент. С функциями SUM и AVG могут использоваться только числовые поля. С функциями COUNT, MAX и MIN могут использоваться как числовые, так и символьные поля. При использовании с символьными полями MAX и MIN будут транслировать их в эквивалент ASCII кода и обрабатывать в алфавитном порядке. Некоторые СУБД позволяют использовать вложенные агрегаты, но это является отклонением от стандарта ANSI со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Например, можно вычислить количество студентов, сдававших экзамены по каждой дисциплине. Для этого надо выполнить запрос с группировкой по полю «Дисциплина» и вывести в качестве результата название дисциплины и количество строк в группе по данной дисциплине. Применение символа * в качестве аргумента функции COUNT означает подсчет всех строк в группе.

SELECT R1. Дисциплина, COUNT(*)

GROUP BY R1.Дисциплина;

Результат:

SELECT R1.Дисциплина, COUNT (*)

WHERE R1. Оценка IS NOT NULL

GROUP BY R1.Дисциплина;

Результат:

не попадет в набор кортежей перед группировкой, поэтому количество кортежей в группе для дисциплины «Теория информации» будет на 1 меньше.

Аналогичный результат можно получить, если записать запрос следующим способом:

SELECT R1. Дисциплина, COUNT(R1. Оценка)

GROUP BY R1. Дисциплина;

Функция COUNT (ИМЯ АТРИБУТА) считает количество определенных значений в группе, в отличие от функции COUNT(*), которая считает количество строк в группе. Действительно, в группе с дисциплиной «Теория информации» будет 4 строки, но только 3 определенных значения атрибута «Оценка».

Правила обработки значений NULL в агрегатных функциях

Если какие-либо значения в столбце равны NULL при вычислении результата функции они исключаются.

Если все значения в столбце равны NULL , то Max Min Sum Avg = NULL , count = 0 (ноль).

Если таблица пуста, count(*) = 0 .

Можно применять агрегатные функции также и без операции предварительной группировки, в этом случае все отношение рассматривается как одна группа и для этой группы можно вычислить одно значение на группу.

Правила интерпретации агрегатных функций

Агрегатные функции могут быть включены в список вывода и тогда они применяются ко всей таблице.

SELECT MAX (Оценка) from R1 даст максимальную оценку на сессии;

SELECT SUM (Оценка) from R1 даст сумму всех оценок на сеcси;

SELECT AVG(Оценка) from R1 даст среднюю оценку по всей сессии.

Обратившись снова к базе данных «Сессия» (таблицы R1), найдем количество успешно сданных экзаменов:

SELECT COUNT(*) As Сдано _ экзаменов

WHERE Оценка 2;

Результат:

Аргументом агрегатных функций могут быть отдельные столбцы таблиц. Для того, чтобы вычислить, например, количество различных значений некоторого столбца в группе, необходимо применить ключевое слово DISTINCT совместно с именем столбца. Вычислим количество различных оценок, полученных по каждой дисциплине:

SELECT R1.Дисциплина, COUNT (DISTINCT R1.Оценка)

WHERE R1. Оценка IS NOT NULL

GROUP BY R1.Дисциплина;

Результат:

Тот же самый результат получается, если исключить явное условие в части WHERE, в этом случае запрос будет им следующий вид:

SELECT R1. Дисциплина, COUNT(DISTINCT R1. Оценка)

GROUP BY R1. Дисциплина;

Функция COUNT (DISTINCT R1.Оценка) считает только определенные различные значения.

Для того чтобы и в этом случае был получен нужный результат, необходимо сделать предварительное преобразование типа данных столбца «Оценка», приведя его к действительному типу, тогда и результат вычисления среднего не будет целым числом. В этом случае запрос будет выглядеть следующим образом:

Select R2.Группа, R1.Дисциплина,Count(*) as Всего, AVG(cast(Оценка as decimal(3,1))) as Средний_балл

From R1,R2

where R1. ФИО = R2. ФИО and R1. оценка is not null

and R1. Оценка 2

Group by R2. Группа, R1. Дисциплина;

Здесь функция CAST() выполняет преобразование столбца «Оценка» к действительному типу данных.

Нельзя использовать агрегатные функции в предложении WHERE, потому что условия в этом разделе оцениваются в терминах одиночной строки, а агрегатные функции - в терминах групп строк.

Предложение GROUP BY позволяет определять подмножество значений в особом поле в терминах другого поля и применять функцию агрегата к подмножеству. Это дает возможность объединять поля и агрегатные функции в едином предложении SELECT. Агрегатные функции могут применяться как в выражении вывода результатов строки SELECT, так и в выражении условия обработки сформированных групп HAVING. В этом случае каждая агрегатная функция вычисляется для каждой выделенной группы. Значения, полученные при вычислении агрегатных функций, могут быть использованы для вывода соответствующих результатов или для условия отбора групп.

Построим запрос, который выводит группы, в которых по одной дисциплине на экзаменах получено больше одной двойки:

SELECT R2. Группа

FROM R1,R2

WHERE R1. ФИО = R2. ФИО AND

R1.Оценка = 2

GROUP BY R2.Группа, R1.Дисциплина

HAVING count(*) 1;

Результат:

Имеем БД «Банк», состоящую из одной таблицы F, в которой хранится отношение F, содержащее информацию о счетах в филиалах некоторого банка:

Найти суммарный остаток на счетах в филиалах. Можно сделать раздельный запрос для каждого из них, выбрав SUM (Остаток) из таблицы для каждого филиала, но операция группировки GROUP BY, позволит поместить их все в одну команду:

SELECT Филиал , SUM( Остаток )

GROUP BY Филиал;

GROUP BY применяет агрегатные функции независимо для каждой группы, определяемой с помощью значения поля Филиал. Группа состоит из строк с одинаковым значением поля Филиал, и функция SUM применяется отдельно для каждой такой группы, т. е. суммарный остаток на счетах подсчитывается отдельно для каждого филиала. Значение поля, к которому применяется GROUP BY , имеет по определению только одно значение на группу вывода, как и результат работы агрегатной функции.

Предположим, что выбрать только те филиалы, суммарные значения остатков на счетах которых превышают $5 000, а также суммарные остатки для выбранных филиалов. Чтобы вывести в результат филиалы, суммарные остатки в которых свыше $5 000, необходимо использовать предложение HAVING. Предложение HAVING определяет критерии, используемые, чтобы удалять определенные группы из вывода, точно так же, как предложение WHERE делает это для индивидуальных строк.

Правильной командой будет следующая:

SELECT Филиал, SUM(Остаток)

GROUP BY Филиал

HAVING SUM ( Остаток ) 5 000;

Аргументы в предложении HAVING подчиняются тем же самым правилам, что и в предложении SELECT , где используется GROUP BY . Они должны иметь одно значение на группу вывода.

Следующая команда будет запрещена:

SELECT Филиал,SUM(Остаток)

GROUP BY Филиал

HAVING ДатаОткрытия = 27/12/2004 ;

Поле ДатаОткрытия не может быть использовано в предложении HAVING , потому что оно может иметь больше, чем одно значение на группу вывода. Чтобы избежать такой ситуации, предложение HAVING должно ссылаться только на агрегаты и поля, выбранные GROUP BY . Имеется правильный способ сделать вышеупомянутый запрос:

SELECT Филиал,SUM(Остаток)

WHERE ДатаОткрытия = ’27/12/2004’

GROUP BY Филиал;

Смысл данного запроса следующий: найти сумму остатков по каждому филиалу счетов, открытых 27 декабря 2004 года.

Как говорилось ранее, HAVING может использовать только аргументы, которые имеют одно значение на группу вывода. Практически ссылки на агрегатные функции - наиболее общие, но и поля, выбранные с помощью GROUP BY, также допустимы. Например, мы хотим увидеть суммарные остатки на счетах филиалов в Санкт-Петербурге, Пскове и Урюпинске:

SELECT Филиал, SUM(Остаток)

FROM F,Q

WHERE F. Филиал = Q. Филиал

GROUP BY Филиал

HAVING Филиал IN (‘Санкт-Петербург’, ‘Псков’, ‘Урюпинск’);

100 000; Если суммарный остаток более чем $100 000, то мы его увидим в результирующем отношении, в противном случае мы получим пустое отношение. " width="640"

Поэтому в арифметических выражениях предикатов, входящих в условие выборки раздела HAVING, прямо можно использовать только спецификации столбцов, указанных в качестве столбцов группирования в разделе GROUP BY. Остальные столбцы можно специфицировать только внутри спецификаций агрегатных функций COUNT, SUM, AVG, MIN и MAX, вычисляющих в данном случае некоторое агрегатное значение для всей группы строк. Результатом выполнения раздела HAVING является сгруппированная таблица, содержащая только те группы строк, для которых результат вычисления условия отбора в части HAVING есть TRUE. В частности, если раздел HAVING присутствует в запросе, не содержащем GROUP BY, то результатом его выполнения будет либо пустая таблица, либо результат выполнения предыдущих разделов табличного выражения, рассматриваемый как одна группа без столбцов группирования. Рассмотрим пример. Допустим, мы хотим вывести общую сумму остатков по всем филиалам, но только в том случае, если она более $100 000. В этом случае наш запрос не будет содержать операции группировки, но будет содержать раздел HAVING и будет выглядеть следующим образом:

SELECT SUM( Остаток )

HAVING SUM( Остаток ) 100 000;

Если суммарный остаток более чем $100 000, то мы его увидим в результирующем отношении, в противном случае мы получим пустое отношение.

Для подведения итогов по информации, содержащейся в БД, в SQL предусмотрены агрегатные функции. Агрегатная функция принимает в качестве аргумента какой-либо столбец данных целиком, а возвращает одно значение, которое определенным образом подытоживает этот столбец.

Например, агрегатная функция AVG() принимает в качестве аргумента столбец чисел и вычисляет их среднее значение.

Чтобы вычислить среднедушевой доход жителя Зеленограда, нужен такой запрос:

SELECT ‘СРЕДНЕДУШЕВОЙ ДОХОД=’, AVG(SUMD)

В SQL имеется шесть агрегатных функций, которые позволяют получать различные виды итоговой информации (рис. 1):

– SUM() вычисляет сумму всех значений, содержащихся в столбце;

– AVG() вычисляет среднее среди значений, содержащихся в столбце;

– MIN() находит наименьшее среди всех значений, содержащихся в столбце;

– MAX() находит наибольшее среди всех значений, содержащихся в столбце;

– COUNT() подсчитывает количество значений, содержащихся в столбце;

– COUNT(*) подсчитывает количество строк в таблице результатов запроса.

Аргументом агрегатной функции может быть простое имя столбца, как в предыдущем примере, или выражение, как в следующем запросе, задающем вычисление среднедушевого налога:

SELECT AVG(SUMD*0.13)

При выполнении этого запроса создается временный столбец, содержащий значения (SUMD*0.13) для каждой строки таблицы PERSON, а затем вычисляется среднее значение временного столбца.

Сумму доходов у всех жителей Зеленограда можно вычислить с помощью агрегатной функции SUM:

SELECT SUM(SUMD) FROM PERSON

Агрегатная функция может быть использована и для вычисления итогов по таблице результатов, полученной соединением нескольких исходных таблиц. Например, можно вычислить общую сумму дохода, которая получена жителями от источника с названием «Стипендия»:

SELECT SUM(MONEY)

FROM PROFIT, HAVE_D

WHERE PROFIT.ID=HAVE_D.ID

AND PROFIT.SOURCE=’Стипендия’

Агрегатные функции MIN() и MAX() позволяют найти соответственно наименьшее и наибольшее значения в таблице. При этом столбец может содержать числовые или строковые значения либо значения даты или времени.

Например, можно определить:

(а) наименьший общий доход, полученный жителями, и наибольший налог, подлежащий уплате:

SELECT MIN(SUMD), MAX(SUMD*0.13)

(б) даты рождения самого старого и самого молодого жителя:

SELECT MIN(RDATE), MAX(RDATE)

(в) фамилии, имена и отчества самого первого и самого последнего жителей в списке, упорядоченном по алфавиту:

SELECT MIN(FIO), MAX(FIO)

Применяя эти агрегатные функции, нужно помнить, что числовые данные сравниваются по арифметическим правилам, сравнение дат происходит последовательно (более ранние значения дат считаются меньшими, чем более поздние), сравнение интервалов времени выполняется на основании их продолжительности.

При использовании функции MIN() и MAX() со строковыми данными результат сравнения двух строк зависит от используемой таблицы кодировки символов.

Агрегатная функция COUNT() подсчитывает количество значений в столбце любого типа:

(а) сколько квартир в 1-м микрорайоне?

SELECT COUNT(ADR) FROM FLAT WHERE ADR LIKE "%, 1_ _-%"

(б) сколько жителей имеют источники дохода?

SELECT COUNT(DISTINCT NOM) FROM HAVE_D

(в) сколько источников дохода используются жителями?

SELECT COUNT(DISTINCT ID) FROM HAVE_D (ключевой слово DISTINCT указывает, что подсчитываются неповторяющиеся значения в столбце).

Специальная агрегатная функция COUNT(*) подсчитывает строки в таблице результатов, а не значения данных:

(а) сколько квартир во 2-м микрорайоне?

SELECT COUNT(*) FROM FLAT WHERE ADR LIKE "%, 2__-%"

(б) сколько источников дохода у Иванова Ивана Ивановича?

SELECT COUNT(*) FROM PERSON, HAVE_D WHERE FIO="Иванов Иван Иванович" AND PERSON.NOM=HAVE_D.NOM

(в) сколько жителей проживает в квартире по определенному адресу?

SELECT COUNT(*) FROM PERSON WHERE ADR="Зеленоград, 1001-45"

Один из способов понять, как выполняются итоговые запросы с агрегатными функциями, это представить выполнение запроса разбитым на две части. Сначала определяется, как бы запрос работал без агрегатных функций, возвращая несколько строк результатов. Затем применяются агрегатные функции к результатам запроса, возвращая одну итоговую строку.

Например, рассмотрим следующий сложный запрос: найти среднедушевой общий доход, сумму общих доходов жителей, а также среднюю доходность источника в процентах от общего дохода жителя. Ответ дает оператор

SELECT AVG(SUMD), SUM(SUMD), (100*AVG(MONEY/SUMD)) FROM PERSON, PROFIT, HAVE_D WHERE PERSON.NOM=HAVE_D.NOM AND HAVE_D.ID=PROFIT.ID

Без агрегатных функций запрос выглядел бы так:

SELECT SUMD, SUMD, MONEY/SUMD FROM PERSON, PROFIT, HAVE_D WHERE PERSON.NOM=HAVE_D.NOM AND HAVE_D.ID=PROFIT.ID

и возвращал бы одну строку результатов для каждого жителя и конкретного источника дохода. Агрегатные функции используют столбцы таблицы результатов этого запроса для получения однострочной таблицы с итоговыми результатами.

В строке возвращаемых столбцов вместо имени любого столбца можно указать агрегатную функцию. Например, она может входить в выражение, в котором суммируются или вычитаются значения двух агрегатных функций:

SELECT MAX(SUMD)-MIN(SUMD) FROM PERSON

Однако агрегатная функция не может быть аргументом для другой агрегатной функции, т.е. запрещены вложенные агрегатные функции.

Кроме того, в списке возвращаемых столбцов нельзя одновременно использовать агрегатные функции и обычные имена столбцов, поскольку в этом нет смысла, например:

SELECT FIO, SUM(SUMD) FROM PERSON

Здесь первый элемент списка указывает, чтобы СУБД создала таблицу, которая будет состоять из нескольких строк и содержать по одной строке для каждого жителя. Второй элемент списка просит СУБД получить одно результирующее значение, являющееся суммой значений столбца SUMD. Эти два указания противоречат друг другу, что приводит к ошибке.

Сказанное не относится к случаям обработки подзапросов и запросов с группировкой.

Будем учиться подводить итоги. Нет, это ещё не итоги изучения SQL, а итоги значений столбцов таблиц базы данных. Агрегатные функции SQL действуют в отношении значений столбца с целью получения единого результирующего значения. Наиболее часто применяются агрегатные функции SQL SUM, MIN, MAX, AVG и COUNT. Следует различать два случая применения агрегатных функций. Первый: агрегатные функции используются сами по себе и возвращают одно результирующее значение. Второй: агрегатные функции используются с оператором SQL GROUP BY, то есть с группировкой по полям (столбцам) для получения результирующих значений в каждой группе. Рассмотрим сначала случаи использования агрегатных функций без группировки.

Функция SQL SUM

Функция SQL SUM возвращает сумму значений столбца таблицы базы данных. Она может применяться только к столбцам, значениями которых являются числа. Запросы SQL для получения результирующей суммы начинаются так:

SELECT SUM(ИМЯ_СТОЛБЦА) ...

После этого выражения следует FROM (ИМЯ_ТАБЛИЦЫ), а далее с помощью конструкции WHERE может быть задано условие. Кроме того, перед именем столбца может быть указано DISTINCT, и это означает, что учитываться будут только уникальные значения. По умолчанию же учитываются все значения (для этого можно особо указать не DISTINCT, а ALL, но слово ALL не является обязательным).

Пример 1. Есть база данных фирмы с данными о её подразделениях и сотрудниках. Таблица Staff помимо всего имеет столбец с данными о заработной плате сотрудников. Выборка из таблицы имеет следующий вид (для увеличения картинки щёлкнуть по ней левой кнопкой мыши):

Для получения суммы размеров всех заработных плат используем следующий запрос:

SELECT SUM(Salary) FROM Staff

Этот запрос вернёт значение 287664,63.

А теперь . В упражнениях уже начинаем усложнять задания, приближая их к тем, что встречаются на практике.

Функция SQL MIN

Функция SQL MIN также действует в отношении столбцов, значениями которых являются числа и возвращает минимальное среди всех значений столбца. Эта функция имеет синтаксис аналогичный синтаксису функции SUM.

Пример 3. База данных и таблица - те же, что и в примере 1.

Требуется узнать минимальную заработную плату сотрудников отдела с номером 42. Для этого пишем следующий запрос:

Запрос вернёт значение 10505,90.

И вновь упражнение для самостоятельного решения . В этом и некоторых других упражнениях потребуется уже не только таблица Staff, но и таблица Org, содержащая данные о подразделениях фирмы:

Пример 4. К таблице Staff добавляется таблица Org, содержащая данные о подразделениях фирмы. Вывести минимальное количество лет, проработанных одним сотрудником в отделе, расположенном в Бостоне.

Функция SQL MAX

Аналогично работает и имеет аналогичный синтаксис функция SQL MAX, которая применяется, когда требуется определить максимальное значение среди всех значений столбца.

Пример 5.

Требуется узнать максимальную заработную плату сотрудников отдела с номером 42. Для этого пишем следующий запрос:

Запрос вернёт значение 18352,80

Пришло время упражнения для самостоятельного решения .

Пример 6. Вновь работаем с двумя таблицами - Staff и Org. Вывести название отдела и максимальное значение комиссионных, получаемых одним сотрудником в отделе, относящемуся к группе отделов (Division) Eastern. Использовать JOIN (соединение таблиц) .

Функция SQL AVG

Указанное в отношении синтаксиса для предыдущих описанных функций верно и в отношении функции SQL AVG. Эта функция возвращает среднее значение среди всех значений столбца.

Пример 7. База данных и таблица - те же, что и в предыдущих примерах.

Пусть требуется узнать средний трудовой стаж сотрудников отдела с номером 42. Для этого пишем следующий запрос:

Результатом будет значение 6,33

Пример 8. Работаем с одной таблицей - Staff. Вывести среднюю зарплату сотрудников со стажем от 4 до 6 лет.

Функция SQL COUNT

Функция SQL COUNT возвращает количество записей таблицы базы данных. Если в запросе указать SELECT COUNT(ИМЯ_СТОЛБЦА) ..., то результатом будет количество записей без учёта тех записей, в которых значением столбца является NULL (неопределённое). Если использовать в качестве аргумента звёздочку и начать запрос SELECT COUNT(*) ..., то результатом будет количество всех записей (строк) таблицы.

Пример 9. База данных и таблица - те же, что и в предыдущих примерах.

Требуется узнать число всех сотрудников, которые получают комиссионные. Число сотрудников, у которых значения столбца Comm - не NULL, вернёт следующий запрос:

SELECT COUNT(Comm) FROM Staff

Результатом будет значение 11.

Пример 10. База данных и таблица - те же, что и в предыдущих примерах.

Если требуется узнать общее количество записей в таблице, то применяем запрос со звёздочкой в качестве аргумента функции COUNT:

SELECT COUNT(*) FROM Staff

Результатом будет значение 17.

В следующем упражнении для самостоятельного решения потребуется использовать подзапрос.

Пример 11. Работаем с одной таблицей - Staff. Вывести число сотрудников в отделе планирования (Plains).

Агрегатные функции вместе с SQL GROUP BY (группировкой)

Теперь рассмотрим применение агрегатных функций вместе с оператором SQL GROUP BY. Оператор SQL GROUP BY служит для группировки результирующих значений по столбцам таблицы базы данных.

Пример 12. Есть база данных портала объявлений. В ней есть таблица Ads, содержащая данные об объявлениях, поданных за неделю. Столбец Category содержит данные о больших категориях объявлений (например, Недвижимость), а столбец Parts - о более мелких частях, входящих в категории (например, части Квартиры и Дачи являются частями категории Недвижимость). Столбец Units содержит данные о количестве поданных объявлений, а столбец Money - о денежных суммах, вырученных за подачу объявлений.

Используя оператор SQL GROUP BY, найти суммы денег, вырученных за подачу объявлений в каждой категории. Пишем следующий запрос.

Использование агрегатных функций

В SQL определено множество встроенных функций различных категорий, среди которых особое место занимают агрегатные функции, оперирующие значениями столбцов множества строк и возвращающие одно значение. Аргументами агрегатных функций могут быть как столбцы таблиц, так и результаты выражений над ними. Агрегатные функции и сами могут включаться в другие арифметические выражения. В следующей таблице приведены наиболее часто используемые стандартные унарные агрегатные функции.

Общий формат унарной агрегатной функции следующий:

имя_функции([АLL | DISTINCT] выражение)

где DISTINCT указывает, что функция должна рассматривать только различные значения аргумента, а ALL - все значения, включая повторяющиеся (этот вариант используется по умолчанию). Например, функция AVG с ключевым словом DISTINCT для строк столбца со значениями 1, 1, 1 и 3 вернет 2, а при наличии ключевого слова ALL вернет 1,5.

Агрегатные функции применяются во фразах SELECT и HAVING. Здесь мы рассмотрим их использование во фразе SELECT. В этом случае выражение в аргументе функции применяется ко всем строкам входной таблицы фразы SELECT. Кроме того, во фразе SELECT нельзя использовать и агрегатные функции, и столбцы таблицы (или выражения с ними) при отсутствии фразы GROUP BY, которую мы рассмотрим в следующем разделе.

Функция COUNT имеет два формата. В первом случае возвращается количество строк входной таблицы, во втором случае - количество значений аргумента во входной таблице:

• COUNT(*)
• COUNT( выражение)

Простейший способ использования этой функции - подсчет количества строк в таблице (всех или удовлетворяющих указанному условию). Для этого используется первый вариант синтаксиса.

Запрос: Количество видов продукции, информация о которых имеется в базе данных.

SELECT COUNT(*) AS "Количество видов продукции"

FROM Product

Во втором варианте синтаксиса функции COUNT в качестве аргумента может быть использовано имя отдельного столбца. В этом случае подсчитывается количество либо всех значений в этом столбце входной таблицы, либо только неповторяющихся (при использовании ключевого слова DISTINCT).

Запрос: Количество различных имен, содержащихся в таблице Customer.

SELECT COUNT (DISTINCT FNAME)

FROM Customer

Использование остальных унарных агрегатных функции аналогично COUNT за тем исключением, что для функций MIN и MAX использование ключевых слов DISTINCT и ALL не имеет смысла. С функциями COUNT, MAX и MIN кроме числовых могут использоваться и символьные поля. Если аргумент агрегатной функции не содержит значений, функция COUNT возвращает 0, а все остальные - значение NULL.

SELECT MAX (OrdDate)

FROM

WHERE OrdDate"1.09.2010"

Задание для самостоятельной работы: Сформулируйте на языке SQL запросы на выборку следующих данных:

• Суммарная стоимость всех заказов;
• Количество различных городов, содержащихся в таблице Customer.