openGauss 关系代数与SQL的转换

SQL允许用户在上层数据结构工作，不需要了解底层实现及数据存放方式。另外，SQL语句允许一条SQL语句的输出作为另一条语句的输入，这赋予它很大的灵活性和强大的功能。不过需要注意的是，在关系代数集合中，每一个元组都是唯一确定的，不允许出现重复情况。因此，在计算一个关系代数表达式时，必须对查询结果进行去重工作。
下边列出几个关系代数操作转换为SQL语句的等价形式。为方便后续对SQL扩展语句的介绍，图3-2列出几个简单的关系表。

x	y
a	3
c	2				x	y				y	z
b	5				a	3				3	5
a	1				b	2				2	6
		Relation1		(b) Relation2					(c) Relation3

图3-2 SQL操作关系表示例
1. 选择运算
选择运算SQL语句如下：
SELECT *FROM(R) WHERE condition
SQL常用的查询条件有：比较运算符>、>=、<、<=、=、<>（或！=）；范围查询BETWEEN...AND；集合查询IN；空值查询IS NULL；字符串匹配查询LIKE；逻辑查询AND、OR、NOT。可利用上述条件进行扩展查询。
表3-21为选择运算示例。
表3-21 示例：SELECT * FROM Relation1 WHERE y > 2

x	y
a	3
b	5

2. 投影运算
投影运算SQL语句如下：
SELECT A FROM R
3. 关系并运算
RS
关系并运算SQL语句如下：
SELECT * FROM R UNION SELECT * FROM S
SQL语句中，Union操作符对应的常用语句有：UNION运算用于去掉重复的元素，UNION ALL运算不去重。其示例如表3-22和表3-23所示。
表3-22 示例：SELECT * FROM Relation1 UNION ALL SELECT * FROM Relation2

x	y
a	3
c	2
b	5
a	3
d	2

表3-23 示例：SELECT * FROM Relation1 UNION SELECT * FROM Relation2

x	y
a	3
c	2
b	5
d	2

4. 关系交运算
RS
关系交运算SQL语句如下：
SELECT * FROM R INTERSECT SELECT * FROM S
SQL语句中INTERSECT跟UNION类似，同样存在INTERSECT ALL运算。INTERSECT用于剔除重复行，INTERSECT ALL运算不去重。
5. 关系差运算
R-S
关系差运算SQL语句如下：
SELECT * FROM R EXCEPT SELECT * FROM S
6. 连接运算
连接运算SQL语句如下：
SELECT * FROM R NATURAL JOIN S
SQL连接操作符包括连接类型跟连接条件两部分。
连接类型分为：内连接（INNER JOIN）和外连接（OUTER JOIN），内连接对应等值连接（EQUIJOIN），外连接分别对应左外连接（LEFT OUTER JOIN）、右外连接（RIGHT OUTER JOIN）及完全外连接（FULL OUTER JOIN）等。此外，还存在半连接（SEMI JOIN）及反连接（ANTI JOIN）。
连接条件决定了哪些元组应该被匹配，决定了连接结果中出现哪些属性。连接条件放在连接类型右边，常用的连接条件有NATURAL、ON、USING(A1，A2…)。其示例如表3-24所示。
表3-24 示例：SELECT Relation1.x Relation3.z AS z FROM Relation1 FULL JOIN Relation3 ON Relation1.y = Relation3.y

x	z
a	3
c	2
b	NULL
a	NULL

注：预期用Relation1中x列的值和Relation3中z列的值组成一个新的关系表。Relation3中的z属性列在表中名称为z，满足Relation1.y = Relation3.y条件的部分数据将填充在z属性列中。
7. 笛卡儿积运算
RS
笛卡儿运算SQL语句如下：
SELECT * FROM R, S
8. 重命名运算
重命名运算SQL语句如下：
SELECT * FROM S AS R(A1，A2，…)
9. 聚集操作
聚集运算SQL语句如下：
SELECT FROM E GROUP BY
SQL聚集操作示例如表3-25所示。另外可以使用HAVING子句，删除不满足HAVING条件的部分数据。
表3-25 示例：SELECT x, sum(y) FROM Relation1 GROUP BY x 

x	sum
a	4
c	2
b	5

注：新表属性由Relation1中x列的值与sum(y)共同组成，Relation1表x列存在两个完全相同的元素a，其y列sum和为4，新生成元组与其他数据生成一个新的关系表。