Betrieb von Datenbanken Marco Skulschus & Marcus Wiederstein Komplexe Abfragen Lehrbuch, Kapitel 3

 Seminar-Inhalt Grundlagen Einfache Abfragen Komplexe Abfragen Datenmanipulation Grundlagen T-SQL Programm-Module in der DB Administration

Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen  Modul-Inhalt Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen

Verknüpfungen: Prinzip Das Prinzip des relationalen Modells liegt darin, dass die Objekte der realen Welt mit einzelnen Entitäten (Relationen) abgebildet werden. Sie besitzen jeweils einen Primärschlüssel, der aus einem oder mehreren Feldern besteht. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Tabellen richtet die Primärschlüssel-Fremdschlüssel-Beziehung ein. Dabei erscheint der Schlüsselwert einer Primärschlüsselspalte in einer anderen Tabelle als Fremdschlüssel und erlaubt über die Verknüpfung die zusätzlichen Informationen dieser anderen Tabelle abzurufen.

Verknüpfungen: Prinzip Beispiel mit den Tabellen Abteilung, Mitarbeiter, Kundenbetreuung und Kunde.

Verknüpfungen: Manuelle Verknüpfungen Syntaktisch richtet man eine Verknüpfung manuell in der FROM- und WHERE-Klausel ein. In der Tabellenliste der FROM-Klausel schreibt man die Tabellen, aus denen gleichzeitig Daten abgerufen werden sollen, in einer Komma-getrennten Liste. Innerhalb der WHERE-Klausel sind dann zwei verschiedene Arten von Bedingungen: Verknüpfungsbedingung, welche die ContactID-Spalten beider Tabellen gleich setzt, Inhaltliche Filterung/Einschränkung wie er auch in einer gewöhnlichen Abfrage mit Blick auf eine Tabelle erscheinen würde.

Verknüpfungen: Manuelle Verknüpfungen -- Angestellte mit Kontaktdaten SELECT FirstName, LastName, HireDate FROM HumanResources.Employee AS emp, Person.Contact AS con WHERE emp.ContactID = con.ContactID AND LastName < 'B' Tabellenliste Verknüpfungs-bedingung Inhaltlicher Filter FirstName LastName HireDate ------------- ------------- ----------- Greg Alderson 1999-01-03 Sean Alexander 1999-01-29

Verknüpfungen: Manuelle Verknüpfungen

Verknüpfungen: Qualifizierte Spaltennamen Sollten durch die Verknüpfung zwei Spalten den gleichen Namen erhalten und beide in der Ergebnismenge ausgegeben oder sonstwie verarbeitet werden bzw. werden gleichnamige Spalten verknüpft, dann muss man angeben, aus welcher Tabelle diese Spalten stammen.

Verknüpfungen: Ungewollte Kreuzverknüpfung Die ungewollte Kreuzverknüpfung entsteht, wenn in der WHERE-Klausel eine der inhaltlich notwendigen Verknüpfungsbedingungen fehlt. Die syntaktisch richtige und logisch falsche Abfrage führt zur kreuzweisen Kombination von Datensätzen. SELECT edh.EmployeeID, edh.ShiftID, sh.ShiftID, sh.StartTime FROM HumanResources.EmployeeDepartmentHistory AS edh, HumanResources.Shift AS sh WHERE edh.EmployeeID <3 EmployeeID ShiftID ShiftID StartTime ----------- ------- ------- ------------ 1 1 1 07:00:00.000 1 1 2 15:00:00.000 1 1 3 23:00:00.000 2 1 1 07:00:00.000 2 1 2 15:00:00.000 2 1 3 23:00:00.000

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Die besondere Verbesserung der ANSI-SQL-Verknüpfungen besteht daraus, dass sowohl die Tabellen, aus denen die Daten übernommen werden sollen, als auch die Verknüpfungsbedingungen komplett in der FROM-Klausel stehen. Die innere Verknüpfung übernimmt nur die Datensätze aus der einen Tabelle, die in der anderen Tabelle einen Partnerdatensatz finden, der über die Primärschlüssel-/Fremdschlüssel-Verknüpfung zu finden ist. Die äußere Verknüpfung betrachtet auch die Datensätze, die gerade keinen Partnerdatensatz finden, und übernimmt diese in die Ergebnismenge.

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Innere Verknüpfung -- Verkäufer, Gebiete und Länder SELECT sp.SalesPersonID, Name, [Group] FROM Sales.SalesPerson AS sp INNER JOIN Sales.SalesTerritory AS st ON sp.TerritoryID = st.TerritoryID SalesPersonID Name Group ------------- -------------- ---------------- 275 Northeast North America 276 Southwest North America

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Äußere Verknüpfung Allgemeine Syntax tabelle [LEFT | RIGHT] OUTER JOIN Die Angabe LEFT oder RIGHT legt fest, welche von beiden Tabellen die Wertedominanz erhalten soll, d.h. welche ihre Daten trotz fehlender Verknüpfung komplett in die Ergebnismenge übergeben soll. Der nächste Schritt kann dann in vielen Fällen die Frage sein, welche Datensätze denn nun genau keinen Partner in der anderen Tabelle finden. Dies lässt sich mit Hilfe des IS [NOT] NULL-Operators einrichten.

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Äußere Verknüpfung -- Alle Produkte und mögliche Lagerplätze SELECT p.ProductID AS [P-ID], piv.ProductID AS [PIV-ID], LocationID AS [Loc-ID], Shelf AS Regal, Bin AS Kasten FROM Production.Product AS p LEFT OUTER JOIN Production.ProductInventory AS piv ON p.ProductID = piv.ProductID ORDER BY piv.ProductID P-ID PIV-ID Loc-ID Regal Kasten ----------- ----------- ------ ---------- ------ 717 NULL NULL NULL NULL 718 NULL NULL NULL NULL ... 1 1 1 A 1 1 1 6 B 5

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Selbstverknüpfung Bei der Selbstverknüpfung verknüpft man die gleichen Tabelle mit Hilfe einer oder mehrere Spalten, die durch einen Aliasnamen unterschieden werden, miteinander und fügt einen Filter hinzu, der auf unterschiedliche Werte bei gleichem Schlüssel überprüfen soll. -- Verkaufsgebiete mit verschiedenen Verkäufern (Rohdaten) SELECT sth1.TerritoryID AS [Terr-ID 1], sth2.TerritoryID AS [Terr-ID 2], sth1.SalesPersonID AS [P-ID 1], sth2.SalesPersonID AS [P-ID 2] FROM Sales.SalesTerritoryHistory AS sth1 INNER JOIN Sales.SalesTerritoryHistory AS sth2 ON sth1.TerritoryID = sth2.TerritoryID WHERE sth1.SalesPersonID != sth2.SalesPersonID ORDER BY sth1.TerritoryID

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Selbstverknüpfung Terr-ID 1 Terr-ID 2 P-ID 1 P-ID 2 ----------- ----------- ----------- ----------- 1 1 283 280 1 1 287 280 1 1 280 287 1 1 283 287 1 1 280 283 1 1 287 283 ... 4 4 281 276 4 4 276 281 (18 Zeile(n) betroffen)

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Selbstverknüpfung Für diese endgültige Lösung nun wählt man nur die Daten einer der beiden Tabellenkopien aus und setzt noch ein DISTINCT vor die Spaltenliste, um die Duplikate auszublenden. -- Verkaufsgebiete mit verschiedenen Verkäufern -- (ohne Duplikate) SELECT DISTINCT sth1.TerritoryID AS [Terr-ID 1], sth1.SalesPersonID AS [P-ID 1] FROM Sales.SalesTerritoryHistory AS sth1 INNER JOIN Sales.SalesTerritoryHistory AS sth2 ON sth1.TerritoryID = sth2.TerritoryID WHERE sth1.SalesPersonID != sth2.SalesPersonID ORDER BY sth1.TerritoryID

Verknüpfungen: ANSI SQL-Verknüpfungen Selbstverknüpfung Schließlich erhält man nur noch die Gebiete mit mehreren Verkäufern. Terr-ID 1 P-ID 1 ----------- ----------- 1 280 1 283 1 287 … 4 276 4 281 (12 Zeile(n) betroffen)

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Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen  Modul-Inhalt Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen

Unterabfragen: Prinzip Unterabfragen sind eigenständige Abfragen, die an Stelle von anderen Ausdrücken nach unterschiedlichen Operatoren, innerhalb von FROM und sogar innerhalb der Spaltenliste erscheinen können. Varianten Einfache Unterabfragen Spaltenunterabfragen Abgeleitete Tabellen Korrelierte Unterabfragen

Unterabfragen: Einfache Unterabfrage Als einfache Unterabfrage kann man solche bezeichnen, die einen einzelnen Wert oder eine ganze Werteliste zurückliefern und die daher innerhalb der WHERE-Klausel eingesetzt werden können. Unterabfragen eignen sich also dazu, einzelne Werte, wie sie bspw. von einer Aggregatfunktion geliefert werden, direkt in die umschließende Abfrage hinein zu übermitteln. -- Durchschnittspreis (= 438,6662) SELECT AVG(ListPrice) AS Schnitt FROM Production.Product -- Produkte teurer als Durchschnitt SELECT ProductID, Name, ListPrice FROM Production.Product WHERE ListPrice > (SELECT AVG(ListPrice) AS Schnitt FROM Production.Product) ORDER BY ListPrice ASC

Unterabfragen: Einfache Unterabfrage Der Operator [NOT] IN kann nicht nur mit einem einzigen Wert umgehen, sondern stattdessen mit einer ganzen Werteliste. Man unterscheidet daher: Unterabfragen mit einem Wert Unterabfragen mit einer Werteliste

Unterabfragen: Spaltenunterabfrage Eine Spaltenunterabfrage ist eine Unterabfrage, die innerhalb der Spaltenliste erscheint. Mit dieser Technik lassen sich zusätzliche Werte in einer Spalte ausgeben, die entweder mit anderen Daten korrelieren (korrelierte Spaltenunterabfragen) oder die ganz einfach eine Übersichtsabfrage bilden. -- Ausgangssituation -- Anzahl von Männern und Frauen in Belegschaft SELECT Gender AS Geschlecht, COUNT(*) AS Anzahl FROM HumanResources.Employee GROUP BY Gender Geschlecht Anzahl ---------- ----------- F 84 M 206 (2 Zeile(n) betroffen)

Unterabfragen: Spaltenunterabfrage -- Anzahl von Männern und Frauen in Belegschaft SELECT DISTINCT (SELECT COUNT(*) FROM HumanResources.Employee WHERE Gender = 'M') AS [Anzahl M], WHERE Gender = 'F') AS [Anzahl F] Anzahl M Anzahl F ----------- ----------- 206 84

Unterabfragen: Abgeleitete Tabelle Bei einer abgeleiteten Tabelle befindet sich die Unterabfrage innerhalb der FROM-Klausel und stellt quasi die lokale Tabelle dar, welche die äußere Abfrage abfragt Die bereits in den zu Grunde liegenden Tabellen vorhandenen Spaltennamen bzw. die optional vorhandenen Aliasnamen bilden von dieser lokalen temporären Tabellen die neuen Spaltennamen, welche in der äußeren Abfrage referenziert werden können. Jede dieser abgeleiteten Tabellen benötigt einen Aliasnamen, der ganz einfach an die Unterabfrage angeschlossen wird.

Unterabfragen: Abgeleitete Tabelle -- Liste aller weiblichen Angestellten SELECT Name, Phone FROM (SELECT FirstName + ' ' + LastName AS Name, Phone, Gender FROM HumanResources.Employee AS emp INNER JOIN Person.Contact AS c ON emp.ContactID = c.ContactID) AS emp WHERE Gender = 'F'

Unterabfragen: Abgeleitete Tabelle

Unterabfragen: Korrelierte Unterabfragen Mit Hilfe einer korrelierten Unterabfrage lassen sich zwei Mengen zueinander in Beziehung setzen und Werte der äußeren Abfrage dazu verwenden, in der inneren Abfrage als eingehende Parameter für weitere Werteermittlung genutzt zu werden. Nächstes Beispiel: Gesucht ist für jede Kategorie das billigste Produkt. Dabei sucht die MIN-Funktion aber gerade nicht das billigste Produkt in der ganzen Tabelle, sondern vergleicht in einer WHERE-Klausel den in der äußeren Abfrage gerade verarbeiteten Subkategorienamen.

Unterabfragen: Korrelierte Unterabfragen

Unterabfragen: Korrelierte Spaltenunterabfragen Die Technik der korrelierten Unterabfrage ist auch beim Einsatz von Spaltenunterabfragen möglich. Dabei verwendet man wiederum den gerade in der äußeren Abfrage bearbeiteten Datensatz als Filter für die Unterabfrage. Da nun allerdings nicht ein Filter wie einer gewöhnlichen korrelierten Unterabfrage verwendet wird, sondern eine neue Spalte in die Ergebnismenge gelangen soll, befindet sich die Unterabfrage in der Spaltenliste, weist allerdings die gleiche Korrelationstechnik wie eine gewöhnliche korrelierte Unterabfrage auf.

Unterabfragen: Korrelierte Spaltenunterabfragen

Unterabfragen: Operatoren für Spaltenunterabfragen Der Operator ALL führt einen Vergleich zwischen einem skalaren Wert und einer einzelnen Spalten durch und ähnelt damit dem [NOT] IN-Operator. Man erhält dann den Wert TRUE, wenn der verwendete Vergleich für alle einzelnen Paare des skalaren Ausdrucks und der in der Unterabfrage ermittelten Werteliste. Anderenfalls wird FALSE zurückgegeben. Die allgemeine Syntax hat die Form: skalarerAusdruck { = | <> | != | > | >= | !> | < | <= | !< } ALL ( unterabfrage )

Unterabfragen: Operatoren für Spaltenunterabfragen Der Operator [NOT] EXISTS prüft darauf, ob in einer Unterabfrage Zeilen vorhanden sind. Die allgemeine Syntax lautet : [NOT] EXISTS unterabfrage. Auch hier lassen sich andere Operatoren wie [NOT] IN oder auch =ANY verwenden.

Unterabfragen: Operatoren für Spaltenunterabfragen Auch die beiden Operatoren SOME und ANY führen einen Vergleich durch, bei dem ein skalarer Wert mit den in einer Unterabfrage ermittelten Werten einer einzigen Spalte paarweise in Beziehung gesetzt wird. Beide Operatoren geben dann den Wert TRUE zurück, sobald irgendein (any) Paar bzw. einige (some) Paare bei diesem paarweisen Vergleich den Wert TRUE liefern. Die allgemeine Syntax lautet: skalarerAusdruck { = | < > | ! = | > | > = | ! > | < | < = | ! < } { SOME | ANY } ( unterabfrage)

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Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen  Modul-Inhalt Verknüpfungen Unterabfragen Verzweigungen

Verzweigungen: CASE mit Selektor Die erste Variante dieser Fallunterscheidung mit Hilfe des CASE-Ausdrucks wird Case mit Selektor genannt. Der Selektor ist dabei der Ausdruck, welcher in mehreren Fällen, die auf exakte Gleichheit prüfen, untersucht wird. Trotz der komplexen Syntax handelt es sich bei der CASE-Anweisung um einen Spaltenausdruck, d.h. um die Erzeugung eines einzigen Spaltenwerts. Die allgemeine Syntax hat folgendes Aussehen: CASE Selektor WHEN Testausdruck THEN Ergebnisausdruck [ ...n ] [ ELSE Standardausdruck ] END

Verzweigungen: CASE ohne Selektor Bei einer selektorlosen Case-Anweisung folgen gewöhnliche Vergleiche nach den WHEN-Schlüsselwörtern. Dies ermöglicht es, gewöhnliche if-/else if-/else-Konstruktionen von gängigen Programmiersprachen abzubilden und erhöht den Nutzen der CASE-Anweisung um ein Vielfaches. Die allgemeine Syntax hat die Form: CASE WHEN Vergleichsausdruck THEN Ergebnisausdruck [ ...n ] [ ELSE Standardausdruck ] END

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