關系操作

源自：數據庫系統概論（第六版） 2.6關系操作

作者：Abraham Silberschatz Henry F.Korth S.Sudarshan

翻譯：劉瓊濱 謝雪妮 賴慧芳 許雅莉

譯文：

所有過程關系查詢語言都提供了一組操作，可以應用於單個關系或一對關系。這些操作具有所需的良好的屬性，它們的結果始終是單個關系。此屬性允許以模塊方式組合多個操作。具體來說，由於關系查詢的結果本身就是一個關系，因此關系操作可以應用於查詢以及給定關系集。

具體的關系操作以不同的語言表達，但是符合我們在本節中描述的一般框架。在第3章中，我們展示了用SQL表示的具體操作方式。

最常見的操作是選擇滿足某個特定謂詞的單個關系的特定元組(比如工資> $ 85,000)。結果是一個新的關系，它是原始關系的一個子集。（如圖2.10查詢的結果是選擇教練元組工資超過8500美元的關系）

例如，如果我們從圖2.1的講師關系中選擇元組，滿足“工資大於$ 85000”，我們將得到如圖2.10所示的結果。

另一個常見的操作是從關系中選擇某些屬性(列)。結果是只有選定屬性的新關系。例如，假設我們想要一個教員ID和薪水列表，而不列出圖2.1的教員關系中的名稱和dept名稱值，那麽結果如圖2.11所示，有兩個屬性ID和salary。結果中的每個元組都來自於一個教師關系的元組，但只顯示所選的屬性。

連接操作允許通過合並雙元組結合兩個關系,分別來自每個關系,連接成一個元組。有許多不同的方式來連接關系(就像我們將在Chapter3中看到的那樣)。圖2 . 12顯示了從指導者和department表中加入元組的示例，其中顯示了每個教師和她工作的部門的信息。這一結果是由教師與系裏關系中的每個元組相結合而形成的。

在圖2.12中所示的連接形式(稱為“自然連接”)中，如果其dept名稱屬性的值相同，則來自教師關系的元組與department關系中的元組相匹配。所有這些匹配的元組都出現在連接結果中。一般來說，兩種關系的自然連接操作都匹配元組，它們的值對於兩種關系中的所有屬性名稱都是相同的。

圖2.11 從教師關系中查詢的屬性ID和工資的結果。

圖2.12 教師和部門關系的自然連接的結果

笛卡爾積結合了兩個關系中的元組，但不同於連接操作，笛卡爾積的結果包含了兩個關系中的所有元組，不管它們的屬性值是否匹配。

因為關系是集，我們可以在關系上執行正常的集操作。並操作執行了兩個“類似結構”表的集合(比如所有研究生的表和所有本科生的表)。例如，一個部門可以獲得所有學生的集合。其他的集合操作，例如intersection和set difference也可以執行。

如前所述，我們可以對查詢的結果執行操作。例如，如果我們想找到那些年薪超過8.5萬美元的教師的ID和薪水，我們將在上面的例子中執行前兩個操作。首先，我們從教師關系中選擇這些元組，其工資值大於85,000美元，然後從這個結果中選擇兩個屬性ID和工資，結果如圖2.13所示的關系

圖2.13選擇工資超過8.5萬美元的教師的屬性ID和工資

關系代數定義了一組對關系的操作，將通常的代數運算(如加法、減法或乘法)與數字運算。正如數字上的代數運算將一個或多個數字作為輸入，並作為輸出返回一個數字，關系代數運算通常以一或兩種關系作為輸入，並返回一個關系作為輸出。

關系代數在Chapter6中有詳細的介紹，但我們將概述了下面的一些操作。

在本例中，我們可以按任意順序執行操作，但正如我們將看到，不是在所有情況下都會這樣

有時，查詢的結果包含重復的元組。例如，如果我們從教師關系中選擇dept name屬性，就會出現一些重復的情況，如“Comp.Sci”出現了三次。某些關系語言嚴格遵循集合的數學定義，並會刪除重復。但考慮到從大型結果關系中刪除副本需要大量處理，保留副本。在後一種情況下，這種關系就不是純粹的數學意義上的關系。

當然，數據庫中的數據必須隨著時間的推移而改變。可以通過插入新元組、刪除現有元組或通過更改某些屬性的值修改元組來更新關系。整個關系可以被刪除，也可以創建新的關系。

我們將在第3至5章中使用SQL語言討論關系查詢和更新。

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