关系数据语言主要分为三大类:关系代数、关系演算以及介于这两者之间的SQL。下面我们将详细讲解关系代数的相关内容。
关系代数运算的对象是关系,其运算结果也是关系。它所使用的运算符主要分为四类:集合运算符、专门的关系运算符、算术比较运算符和逻辑运算符。其中,比较运算符和逻辑运算符主要用于辅助运算。
传统的集合运算是关系代数中的基础运算,包括并、交、差以及广义笛卡儿积等。这些运算从关系的水平(行)方向进行运算。其中,并集运算会生成一个包含所有不重复元素的新关系;交集则是产生一个新关系,包含同时属于两个关系的元组;差集则生成一个包含属于某个关系但不属于另一个关系的元组。
专门的关系运算则包括选择、投影、连接和除等,这些运算既从行又从列的方向进行。例如,“选择”会删除某些行,“投影”会删除某些列。各种连接运算将两个关系的元组中有选择地组成对,构成一个新的关系。
在数学表示中,如并集的操作可以表示为 $R∪S ={t|t∈R\vee t ∈S}$,这表示结果关系包含所有属于R或S的唯一元组。
两关系的交集、差集以及广义笛卡儿积等运算都有明确的数学表示和要求,结果关系均基于原关系的属性集和次序。例如,交集要求关系R和S必须是类型相兼容的,即具有相同数量和类型的属性,结果产生一个新关系,包含同时属于R和S的元组。
选择运算是从关系的水平方向进行,用于过滤出满足条件的行;投影运则是从关系的垂直方向进行,用于提取所需的列。而连接运算是关系代数中的一种强大操作,它允许您组合来自两个关系的数据,即使它们之间没有直接的关联。
在SQL中,我们可以使用相应的语句来实现这些运算。例如,选择运对应于SQL中的WHERE子句,投影运对应于SELECT语句(特定列的选择)。而连接运算和除运算等更复杂的操作则需要结合SQL的JOIN等语句来实现。