1.3.2　关系运算

1.3.2　关系运算

关系数据库之所以得到普及，是因为关系数据库的数据结构较简单，所有的数据均采用关系进行组织，任何对关系所进行的运算结果仍然是关系。除了具备集合的交、并、差等基本关系运算以外，还包括专门的关系运算，主要包括选择运算、投影运算和联接运算。

1.选择运算

选择运算是对关系中的元组按照一定的规则进行筛选，是对行的指定。例如，Student关系包含以下元组，如表1-3所示。

表1-3　Student关系

如果设置规则为“性别='男'”，则经过选择运算得到的结果集如表1-4所示。

表1-4　经过选择运算得到的结果集

设置的规则又称条件，一般是一个条件表达式。可以看出：经过选择运算最终得到的结果集仍然是一个关系。

2.投影运算

如果我们并不需要Student关系的所有属性，可以使用投影运算。投影运算是对列的筛选。例如我们仅仅需要得到学生的姓名和所在班级，可以使用投影运算，仅仅指定Sname和Class两列。对表1-3的运算结果如表1-5所示。

表1-5　经过投影运算的结果集

同样，经过投影运算最终得到的结果集仍然是一个关系。

3.联接运算

联接运算可以将多个关系联接成一个关系，是对所有关系属性即列的合并。联接运算主要包括内部联接和外部联接。内部联接又叫等值联接，外部联接包含左联接和右联接。

1）内部联接

内部联接按照某个或某几个等值字段进行联接。如果关系A中某元组的字段1与关系B中某元组的字段2值相等，就会把来自这两个关系的两个元组所有的列进行合并。最终得到的关系既包含来自关系A的属性，也包含来自关系B的属性。

例如，如果要查询某个学生的选课情况，最终显示学生的学号、姓名、课程号和成绩。由于在StudentCourse关系中无学生的姓名属性，因此，必须将Student关系和StudentCourse关系进行等值联接。联接条件设为：Student.StuNo=StudentCourse.StuNo。

假设StudentCourse关系包含的元组如表1-6所示。

表1-6　StudentCourse关系包含的元组

续表

经过内部联接得到的关系如表1-7所示。

表1-7　关系Student与关系StudentCourse内部联接的结果集

由于StuNo（学号）属性是关系Student和StudentCourse的共同属性，因此在该属性前均要加上关系名称，关系名称与属性名称之间用小数点隔开。其他属性均属于其中的一个关系，因此不需要指定关系名称。如果对联接后的结果再经过投影运算就可以得到所需要的信息，如表1-8所示。

表1-8　联接后经过投影运算的结果集

2）左联接

利用内部联接只能将关系A中某个字段与关系B中某个字段相等的两个元组进行列的合并。对于上例，结果集中只存在有选课信息的学生信息。如果结果集中需要包含所有学生的信息，包括有选课的和无选课的学生，利用左联接可以实现此目的。

设左联接运算符左方关系为A，右方关系为B。左联接与内部联接一样，也需要设置等值条件。区别是左联接会得到关系A中所有元组，如果关系A的某个元组按照等值条件在关系B中有与之对应的元组，就将这两个元组进行列的合并，构成结果集的一个元组。如果在关系B中找不到与之对应的元组，也会包含在结果集中。

例如，如果要查询所有学生的选课情况，包括没有选课信息的学生。将关系Student作为关系A，关系StudentCourse作为关系B，等值条件同上例，经过左联接得到的关系如表1-9所示。

表1-9　关系Student与关系StudentCourse左联接的结果集

3）右联接

右联接会得到关系B中所有元组。如果关系B的某个元组按照等值条件，在关系A中有与之对应的元组，就将这两个元组进行列的合并。如果在关系A中找不到与之对应的元组，也会包含在结果集中。上例中，只要将关系Student作为关系B，关系StudentCourse作为关系A，利用右联接也会得到相同的结果。所以左联接和右联接可以相互转换，只要交换两个关系的位置即可。