Quelltext der Seite SQL

[[SQL|SQL (Structured Query Language)]] ist eine Datenbanksprache, mit der [[Datenbank|Datenbanken]] aufgebaut und bearbeitet werden können.

Eine SQL-Datenbank besteht aus zwei Komponenten:

# dem SQL-[[Server]], auf dem die Daten in [[Relation|Relationen]] gespeichert sind, und
# dem SQL-[[Client]], der an den Server Anfragen schickt, um die Daten abzufragen oder zu bearbeiten.
Die Anfragen, die der Client schickt, sind in der Sprache '''SQL''' geschrieben, die im Folgenden beschrieben wird. Der Klarheit halber werden in diesem Artikel die SQL-Schlüsselwörter groß geschrieben und Platzhalter für Attribut- und Relationennamen o.ä. klein. Tatsächlich ist SQL [[Case Sensitivity|''case insensitive'']], ignoriert also Groß- und Kleinschreibung. Um die Lesbarkeit zu erhöhen, sind in die Beispiele Zeilenumbrüche und Leerzeichen eingefügt, auch diese werden von SQL ignoriert. Die Zeichenfolge <code>--</code> kennzeichnet einen Kommentar; der Rest der Zeile wird von SQL ignoriert.

Die Anfragen, die der Client schicken kann, lassen sich in drei Kategorien unterteilen:

# Abfragen an den Datenbestand.
# Bearbeitungen am Datenbestand, d.h. Operationen zum Einfügen, Ändern und Löschen von Daten.
# Bearbeitungen an der Datenbankstruktur, d.h. Operationen zum Erstellen, Ändern und Löschen der Tabellen.
{{Hinweisbaustein|INHALT=Die konkrete Syntax ist in SQL ''enorm'' abhängig von der Implementierung. Was auf einem MySQL-Server funktioniert, kann auf einer Oracle-Datenbank streiken. Deswegen ist diese Übersicht nicht als vollständig zu betrachten.|ICON=[[File:Achtung.svg|32px]]}}

== Abfragen ==

=== Projektion ===

SQL-Abfragen beginnen mit dem Schlüsselwort <code>[[Projektion (Relationenalgebra)|SELECT]]</code>:

Diese Anfrage liefert alle ausgewählten [[Attribut (Informatik)|Spalten]] aus der angegebenen Relation zurück. Es können mehrere, mit Kommata getrennte Spalten, selegiert werden. Um alle Spalten einer Relation zu erhalten, schreibt man ein <code>*</code>. Mit dem Schlüsselwort <code>DISTINCT</code> kann man doppelte Einträge herausfiltern.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT nachname
FROM lehrkraft;
-- ergibt die Nachnamen aller Lehrkräfte

SELECT vorname, nachname, kuerzel
FROM lehrkraft;
-- ergibt Vorname, Nachname und Kürzel alle Lehrkräfte

SELECT *
FROM lehrkraft;
-- ergibt alle Attribute aller Lehrkräfte

SELECT DISTINCT nachname
FROM lehrkraft;
-- ergibt die Nachnamen aller Lehrkräfte, aber so, dass jeder Name nur einmal auftaucht.
</syntaxhighlight>
=== Selektion ===
Mit dem Schlüsselwort <code>[[Selektion (Relationenalgebra)|WHERE]]</code> können Bedingungen gestellt werden, nach denen die Ergebnisse gefiltert werden. Mit <code>AND</code> und <code>OR</code> können mehrere Bedingungen verknüpft werden. Negiert werden Bedingungen mit <code>NOT</code>, Bedingungen können auch geklammert werden.
{| class="wikitable mw-collapsible"
|+Selektionsoperatoren
!Operator
!Beschreibung
!Erläuterungen
|-
|<code>=</code><code><></code>
|Gleichheit
Ungleichheit
|
|-
|<code><</code><code>></code><code><=</code><code>>=</code><code><></code>
|Kleiner
Größer
Kleiner oder gleich
Größer oder gleich
Ungleich
|Zahlen werden numerisch sortiert, Daten chronologisch (d.h. <code>'1990-10-06' < '2021-11-27'</code>) und Strings lexikalisch (d.h. <code>'Meier' > 'Mayer'</code>)
|-
|<code>LIKE</code>
|Ähnlichkeit
|Vergleicht [[String (Datentyp)|Strings]] mit Mustern, die Platzhalter enthalten können.
Der Platzhalter <code>_</code> steht für ein beliebiges Zeichen,
<code>%</code> steht für beliebig viele beliebige Zeichen,
<code>[xyz]</code> steht für eins der Zeichen <code>x</code>, <code>y</code> oder <code>z</code>, 
<code>[^xyz]</code> steht für ein beliebiges Zeichen, ''außer'' <code>x</code>, <code>y</code> und <code>z</code>.
|-
|<code>IN</code>
|Teil einer Liste?
|Prüft, ob der betrachtete Wert in einer gegebenen Liste von Vergleichswerten enthalten ist
|-
|<code>BETWEEN</code> ''x'' <code>AND</code> ''y''
|Zwischen zwei Grenzen
|Prüft, ob der betrachtete Wert zwischen ''x'' und ''y'' liegt.
|-
|<code>IS (NOT) NULL</code>
|Vorhandensein von Daten
|Prüft, ob das betrachtete Attribut vorhanden ist oder nicht.
|}
<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT nachname
FROM lehrkraft
WHERE vorname = 'Sven';
-- ergibt alle Lehrkräfte namens Sven

SELECT vorname, nachname
FROM lehrkraft
WHERE titel = 'Dr.'
  AND geburtsdatum < '1980-01-01';
-- ergibt Lehrkräfte mit Doktortitel, die vor 1980 geboren sind

SELECT *
FROM lehrkraft
WHERE NOT nachname LIKE 'M_ller';
-- ergibt Lehrkräfte, die nicht Möller, Müller, Miller o.ä. heißen


SELECT *
FROM lehrkraft
WHERE NOT nachname LIKE 'M%ller';
-- ergibt Lehrkräfte, die nicht Möller, Miller, Moosmüller, Meynerts-Stiller o.ä. heißen

SELECT *
FROM lehrkraft
WHERE geburtsdatum BETWEEN '1970-01-01' AND '1979-31-12';
-- ergibt Lehrkräfte, die in den 70ern geboren sind

SELECT *
FROM lehrkraft
WHERE vorname IN ['Jan', 'Hein', 'Klaas', 'Pit'];
-- ergibt Lehrkräfte, die Jan, Hein, Klaas oder Pit heißen
</syntaxhighlight>
{{Hinweisbaustein|INHALT=Anders als in den meisten Programmiersprachen wird in SQL nicht <code>==</code> zum Abfragen der Gleichheit verwendet, sondern <code>=</code>!|ICON=[[File:Achtung.svg|32px]]}}

=== Kreuzprodukt ===
Es können mehrere Relationen mit Kommata getrennt angegeben werden. In diesem Fall wird ein [[Kreuzprodukt]] gebildet und alle Tupel aus allen Relationen miteinander verknüpft. Darum sollte in diesem Fall unbedingt mit <code>WHERE</code> sichergestellt werden, dass die Tupel sinnvoll verknüpft werden und die Ergebnismenge nicht unhandlich wird.

Bei gleichnamigen Spalten muss zusätzlich die Relation angegeben werden, deren Spalte betrachtet werden soll. Die Schreibweise ist <code>relation.spalte</code>. In allen anderen Fällen kann die Relation ebenfalls angegeben werden, muss aber nicht. <syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT spalten
FROM relation1, relation2
WHERE relation1.spalteX = relation2.spalteY
AND weitereBedingungen;
</syntaxhighlight>

=== Join ===
Relationen können auch mit dem Schlüsselwort <code>[[Join|JOIN]]</code> verknüpft werden, wobei eine Bedingung angegeben werden muss, unter der gejoint wird. Dieser Bedingung wird nicht <code>WHERE</code>, sondern <code>ON</code> vorangestellt.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT spalten
FROM relation1
JOIN relation2
ON relation1.spalteX = relation2.spalteY
JOIN relation3
ON relation1.spalteQ = relation3.spalteR
WHERE bedingungen;
</syntaxhighlight>

=== Umbenennung ===
Manchmal ist es hilfreich, Spalten oder ganze Relationen [[Umbenennung|umzubenennen]], etwa wenn man eine Relation mit sich selbst joint. Zur Umbenennung von Spalten nutzt man das Schlüsselwort <code>AS</code>, Relationen kann man einfach ohne Schlüsselwort umbenennen.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT attribut1 AS andererName,
       attribut2 AS ganzAndererName
FROM relation r,
     andereRelation ar
WHERE bedingung;
</syntaxhighlight>

=== Aggregierende Funktionen ===
Zu einem Datensatz lassen sich einfache Statistiken berechnen, z.B. die Anzahl aller Einträge in einer bestimmten Spalte, deren Summe, Minimum, Maximum oder Durchschnitt. Die Schlüsselwörter dafür sind <code>COUNT</code>, <code>SUM</code>, <code>MIN</code>, <code>MAX</code> und <code>AVG</code>. Diese werden auch als ''aggregierende Funktionen'' bezeichnet.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT COUNT(nachname)
FROM lehrkraft;
-- gibt die Anzahl aller Lehrkräfte zurück

SELECT MIN(geburtsdatum)
FROM lehrkraft;
-- gibt das Geburtsdatum der jüngsten Lehrkraft zurück

SELECT AVG(alter)
FROM lehrkraft;
-- gibt das Durchschnittsalter der Lehrkräfte zurück.
</syntaxhighlight>

=== Ergebnisse gruppieren ===
Die Ergebnisse von aggregierenden Funktionen können nach anderen Spalten gruppiert werden. Das Schlüsselwort hierfür heißt <code>GROUP BY</code>.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT nachname, COUNT(vorname)
FROM lehrkraft
GROUP BY nachname;
-- liefert die Nachnamen aller Lehrer und dazu, wie oft welcher Nachname vertreten ist, d.h. wie viele Vornamen es dazu gibt.
</syntaxhighlight>Möchte man an diese aggregierende Funktion Bedingungen stellen, muss man nach dem <code>GROUP BY</code> das Schlüsselwort <code>HAVING</code> verwenden, das genau wie <code>WHERE</code> funktioniert.

=== Ergebnisse sortieren ===
Mit dem Schlüsselwort <code>ORDER BY</code> können die Ergebnisse einer Anfrage in Abhängigkeit von einem Attribut aufsteigend (<code>ASC</code>) oder absteigend (<code>DESC</code>) sortiert werden.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT *
FROM lehrkräfte
ORDER BY vorname DESC;
-- liefert alle Daten von allen Lehrkräften, absteigend nach Vornamen sortiert.
</syntaxhighlight>

=== Ergebnisse einschränken ===
Mit dem Schlüsselwort <code>LIMIT</code> kann die Größe des Ergebnisdatensatzes beschränkt werden, etwa wenn man nur die Top Ten der aktuellen Charts sehen möchte<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
SELECT *
FROM lehrkräfte
ORDER BY nachname ASC
LIMIT 5;
-- liefert die Daten der alphabetisch ersten fünf Lehrkräfte
</syntaxhighlight>

== Datenbestand bearbeiten ==

=== Daten einfügen ===
Mit dem Schlüsselwort <code>INSERT INTO relation (spalten) VALUES (tupel1), (tupel2), ...</code> kann man Daten in eine Tabelle einfügen. Dabei müssen alle Spalten angegeben werden, in die man Daten einfügen möchte (dies kann entfallen, wenn man in alle Spalten in der Reihenfolge, in der sie vorhanden sind, Daten einfügt), und dann die Tupel, die man darin einfügen möchte. Spalten, für die man keine Daten angibt, werden je nach Aufbau der Datenbank mit Nullwerten, Standardwerten oder automatisch generierten Werten befüllt.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
INSERT INTO lehrkraft
       (kuerzel, vorname, nachname)
VALUES ('Ml',    'Müller','Markus'),
       ('Me',    'Meier', 'Maria'),
       ('Sz',    'Schulz','Stefanie');
</syntaxhighlight>

=== Daten ändern ===
Mit dem Schlüsselwort <code>UPDATE relation SET spalte1 = wert1, spalte2 = wert2 WHERE bedingung</code> können die Daten in einer Tabelle geändert werden. Geändert werden hierbei ''alle'' Tupel, die die Bedingung erfüllen, weswegen man diese vorsichtig setzen und am besten vorher in einer Abfrage überprüfen sollte.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
UPDATE lehrkraft
SET nachname = 'Fettköther'
WHERE nachname = 'Schmidt'
AND vorname = 'Simone';
-- Ändert den Nachnamen von Simone Schmidt in Fettköther
-- Herzlichen Glückwunsch zur Hochzeit, Frau Fettköther!
</syntaxhighlight>

=== Daten löschen ===
Mit dem Schlüsselwort <code>DELETE FROM relation WHERE bedingung</code> werden ''alle'' Tupel aus der angegebenen Relation gelöscht, die der Bedingung entsprechen. Auch hier sollte man die Bedingung vorher per Abfrage überprüfen.<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
DELETE FROM lehrkraft
WHERE nachname = 'Schröder';
-- Alle Schröders werden aus der Datenbank gelöscht.
-- Gut für Frau Schröder, der wir alles Gute für die Pensionierung wünschen
-- Doof für Herrn Schröder, der ab morgen alle möglichen und unmöglichen Probleme erleben wird.
</syntaxhighlight>

== Datenbank aufbauen ==

=== Tabellen erzeugen ===
Eine neue Tabelle erzeugt man mit dem Schlüsselwort <code>CREATE TABLE</code>. Die Syntax ist folgende:<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
CREATE TABLE nameDerTabelle
  (attribut1 datentypVonAttribut1 bedingungenFürAttribut1,
   attribut2 datentypVonAttribut2 bedingungenFürAttribut2,
   ...
   attributX datentypVonAttributX bedingungenFürAttributX)

-- Hinweis: Bedingungen sind immer optional aber oft vernünftig.
</syntaxhighlight>Für jeden Spaltennamen muss ein Datentyp angegeben werden. Die wichtigsten [[Datentyp|Datentypen]] in SQL sind folgende:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|+SQL-Datentypen
!
!Typ
!Beschreibung
|-
| rowspan="3" |Numerische Datentypen
|<code>INT</code>
|Ganzzahlen zwischen <math>-2^{31}</math>und <math>2^{31}-1</math>
|-
|<code>BIGINT</code>
|Ganzzahlen zwischen <math>-2^{63}</math> und <math>2^{63}-1</math>
|-
|<code>REAL</code>
|Reelle Zahlen zwischen <math>-3,4 \cdot 10^{38}</math> und <math>3,4 \cdot 10^{38}</math>
|-
| rowspan="3" |[[String (Datentyp)|Strings]]
|<code>CHAR(länge)</code>
|Strings mit der vorgegebenen Länge (max. 8000 Zeichen)
|-
|<code>VARCHAR(länge)</code>
|Strings mit variabler, aber höchstens mit der vorgegebenen Länge (max. 8000 Zeichen)
|-
|<code>TEXT</code>
|Strings mit beliebiger Länge, höchstens 2 GB Text.
|-
| rowspan="3" |Datum und Zeit
|<code>DATE</code>
|Daten zwischen <code>0001-01-01</code> und <code>9999-12-31</code>
|-
|<code>TIME</code>
|Zeitangaben mit einer Genauigkeit von 100 Nanosekunden
|-
|<code>DATETIME</code>
|Datum und Zeitangaben kombiniert
|}

=== Attribute an Bedingungen knüpfen ===
Attribute können, müssen aber nicht mit Bedingungen verknüpft werden. Zum Beispiel kann man für Studierende verlangen, dass ihre Matrikelnummern eindeutig sind und diese dann gleich als [[Schlüssel (Datenbank)|Schlüssel]] deklarieren. Leer sollte die Matrikelnummer ebenfalls nicht sein, am besten wird diese beim Anlegen eines Eintrages gleich automatisch erzeugt. Die wichtigsten Bedingungen sind folgende:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|+SQL-Bedingungen
!Schlüsselwort
!Erläuterung
|-
|<code>NOT NULL</code>
|In dieser Spalte darf kein [[Null]]<nowiki/>wert stehen, d.h. beim Einfügen von Daten darf diese nicht ausgelassen werden.
|-
|<code>UNIQUE</code>
|Diese Spalte muss für alle [[Tupel]] in der Relation eindeutig sein
|-
|<code>PRIMARY KEY</code>
|Diese Spalte wird als Primärschlüssel genutzt, um die Tupel eindeutg zu identifizieren. Ein <code>PRIMARY KEY</code> ist automatisch auch <code>UNIQUE</code>.
|-
|<code>FOREIGN KEY REFERENCES relation(attribut)</code>
|Diese Spalte ist ein Fremdschlüssel und ''muss'' Werte aus dem angegebenen Attribut der angegebenen Relation enthalten. Dieses andere Attribut ''muss'' der <code>PRIMARY KEY</code> der anderen Relation sein.
|-
|<code>CHECK (bedingungen)</code>
|Die Daten in dieser Spalte müssen bestimmten Bedingungen entsprechen. Die Syntax für die Bedingungen ist dabei dieselbe wie im <code>[[SQL#Selektion|WHERE]]</code>-Teil von Anfragen
|-
|<code>DEFAULT standardwert</code>
|Wenn beim <code>INSERT</code> für dieses Attribut kein Wert angegeben wird, wird der angegebene Standardwert gesetzt.
|-
|<code>AUTO_INCREMENT</code>
|Für die automatische Generierung von IDs: in dieser Spalte werden, falls beim <code>INSERT</code> nicht explizit Werte angegeben werden, automatisch Werte generiert, beginnend bei 1.
'''Hinweis:''' In SQLite-Datenbanken wie der W3Schools-Test-Datenbank ergibt die Kombination <code>INTEGER PRIMARY KEY</code> automatisch einen <code>AUTO_INCREMENT</code>.
|}
<syntaxhighlight lang="sql" line="1">
CREATE TABLE angestellter
   (id int AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    vorname text NOT NULL,
    nachname text NOT NULL,
    titel text CHECK (titel = 'Dr.' OR titel = 'Prof.' OR titel = 'Prof. Dr.'),
    geburtsdatum date)
-- erzeugt eine Relation namens angestellter
-- mit folgenden Spalten:
-- - id, Ganzzahl, wird automatisch hochgezählt und als Schlüssel verwendet,
-- - vorname, String, darf nicht leer sein
-- - nachname, String, darf nicht leer sein
-- - titel, String, darf nur "Dr.", "Prof." oder "Prof. Dr." sein
-- - geburtsdatum, Datum
</syntaxhighlight>

=== Tabellen verändern ===
Mit dem Schlüsselwort <code>ALTER TABLE</code> kann man Tabellen auf vielfältige Weise bearbeiten. Nach dem <code>ALTER TABLE</code> folgt zuerst der Name der Relation und dann eine Liste der Modifikationen.
{| class="wikitable mw-collapsible"
|+Einige SQL-Modifikationen
!Schlüsselwort
!Erläuterung
|-
|<code>ADD spaltenname datentyp bedingungen</code>
|Fügt eine neue Spalte mit dem angegebenen Datentyp hinzu.
|-
|<code>DROP COLUMN spaltenname</code>
|Löscht die angegebene Spalte.
|-
|<code>RENAME COLUMN alterSpaltenname TO neuerSpaltenname</code>
|Benennt die angegebene Spalte um.
|-
|<code>ALTER  COLUMN spaltenname neuerDatentyp bedingungen</code><code>MODIFY COLUMN spaltenname neuerDatentyp bedingungen</code>
|Ändert den Datentyp einer Spalte.
|-
|<code>ADD FOREIGN KEY spalte REFERENCES andereRelation(spalte)</code>
|Fügt eine neue Fremdschlüsselbedingung hinzu.
|-
|<code>ADD PRIMARY KEY spalte</code>
|Legt die angegebene Spalte als Primärschlüssel fest.
|-
|<code>DROP PRIMARY KEY</code>
|Löscht die Primärschlüsselbedingung.
|}

=== Tabellen löschen ===
Mit dem Schlüsselwort <code>DROP TABLE relation</code> kann man eine Tabelle löschen.{{Hinweisbaustein|INHALT=Vorsichtig mit dem Schlüsslelwort <code>DROP</code>! SQL bittet dich im Zweifel nicht um eine Bestätigung, sondern löscht die Tabelle und alle Daten kommentarlos!|ICON=[[File:Achtung.svg|32px]]}}

== Weblinks ==

* [https://w3schools.com/sql SQL-Tutorial bei W3Schools.com 🇬🇧]
* [https://sql-tutorial.de SQL-Tutorial der Lichtenbergschule Darmstadt 🇩🇪]
* [https://mariadb.com/kb/en/library/sql-statements/ SQL-Statements in der MariaDB Knowledge Base 🇬🇧]
{{Navigationsleiste Datenbanken}}
[[Kategorie:Datenbanken]]
[[Kategorie:Sprache]]