Structured Query Language (SQL)

歡迎來到關聯式數據庫與結構化查詢語言（SQL）的世界！

哈囉，未來的電腦科學家們！本章節將全面介紹 關聯式數據庫（Relational Databases） 與 SQL（結構化查詢語言，Structured Query Language）。別擔心，名字聽起來很複雜，其實 SQL 就是一套用來與關聯式數據庫進行互動和查詢的標準語言。

關聯式數據庫與鍵（Keys）

關聯式數據庫 將數據儲存在多個相關聯的 資料表（Tables，亦稱為關聯 relations）中，以消除 數據冗餘（Data redundancy，即重複數據）並維持 數據一致性（Data consistency）。

• 資料表 (Table)：保存關於單一實體（例如：學生 Students、課程 Courses）的數據。
• 記錄 (Record) 或稱列 (Row)：一筆完整的數據條目，包含該實體的所有屬性。
• 欄位 (Field) 或稱行 (Column)：實體的特定屬性（例如：StudentName、DateOfBirth）。
• 主鍵 (Primary Key)：能唯一識別資料表中每一筆記錄的欄位（或欄位組合）。
• 外鍵 (Foreign Key)：某個資料表中的欄位，它連結到另一個資料表的主鍵，從而在兩者之間建立關聯。

數據庫架構標記法 (Database Schema Notation)

在數據庫設計中，資料表會使用標準標記法表示，其中主鍵會加上 底線：

Student(StudentID, StudentName, DateOfBirth, CourseID)
Course(CourseID, CourseTitle, TeacherName)

在此範例中，StudentID 是 Student 的主鍵，CourseID 是 Course 的主鍵，而 Student 內部的 CourseID 則作為 外鍵，將每位學生與其課程連結起來。

第一節：什麼是 SQL 及其用途？

SQL（結構化查詢語言）是一種聲明式語言，用於建立、查詢以及操作儲存在關聯式數據庫管理系統（RDBMS）中的數據。

SQL 指令通常分為兩大類：

1. 數據定義語言 (Data Definition Language, DDL)

DDL 指令用於定義或移除數據庫結構，例如建立或刪除資料表。

2. 數據操作語言 (Data Manipulation Language, DML)

DML 指令用於操作儲存在這些結構 內部 的數據——包括查詢、新增、修改和刪除記錄。

第二節：數據定義語言 (DDL) 指令

1. 建立資料表：CREATE TABLE

此指令用於建立一個新的資料表，包括設定其欄位名稱及數據類型（例如：INTEGER 或 TEXT）。

CREATE TABLE Books (
    BookID INTEGER,
    Title TEXT,
    Author TEXT,
    PublicationYear INTEGER
);

2. 刪除資料表：DROP TABLE

此指令會永久刪除整個資料表以及其中儲存的所有數據。

DROP TABLE Books;

第三節：查詢數據 (DML)

1. 核心查詢結構：SELECT 與 FROM

• SELECT 指定要擷取的欄位（行）。
• FROM 指定從哪個（些）資料表中擷取數據。
• 星號 (*) 作為萬用字元，代表選取所有欄位。

SELECT StudentName, Email
FROM Students;

2. 過濾記錄：WHERE

WHERE 子句使用比較運算子來過濾查詢結果：=、>、<、>=、<=，以及 <>（或 !=）。

條件中的文字常值必須用單引號包起來（例如：'London'）。

SELECT *
FROM Students
WHERE Grade = 'A';

3. 邏輯運算子：AND、OR、NOT

多個搜尋條件可以在 WHERE 子句中組合使用：

SELECT StudentName
FROM Students
WHERE Grade = 'A' AND City = 'London';

4. 排序記錄：ORDER BY

ORDER BY 子句用於將輸出結果按遞增（ASC，預設）或遞減（DESC）順序進行排序。

SELECT StudentName, Grade
FROM Students
ORDER BY StudentName ASC;

5. 多資料表查詢（合併兩個資料表）

在考試題目中，查詢可能需要從 最多兩個資料表 中擷取數據。若要合併資料表，請在 FROM 子句中列出兩個資料表，並在 WHERE 子句中將一個資料表的主鍵與另一個資料表的外鍵進行配對。

SELECT Student.StudentName, Course.CourseTitle
FROM Student, Course
WHERE Student.CourseID = Course.CourseID;

第四節：修改數據 (DML)

1. 新增記錄：INSERT INTO

在現有的資料表中插入一筆新記錄。

INSERT INTO Books (BookID, Title, Author)
VALUES (101, 'The Great Adventure', 'A. N. Author');

2. 修改記錄：UPDATE

修改現有的數據。使用 SET 來定義新值，並使用 WHERE 指定要更新哪些記錄。

UPDATE Students
SET Grade = 'A*'
WHERE StudentID = 42;

警告： 如果遺漏了 WHERE 子句，將會更新資料表中的 每一筆記錄！

3. 移除記錄：DELETE FROM

根據特定條件從資料表中刪除記錄。

DELETE FROM Students
WHERE City = 'London';

警告： 如果遺漏了 WHERE 子句，將會移除所有記錄，但資料表結構仍會保留。