章节1：数据库基础与SQL入门

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一、学习目标

完成本章学习后，你将能够：

1. 理解关系型数据库核心概念与三大范式设计原则
2. 独立安装 MySQL 并配置 Navicat / DBeaver 客户端工具
3. 使用 DDL 语句创建、修改和删除数据库及表结构
4. 使用 DML 语句对表中数据进行增、删、改操作
5. 使用 DQL 语句完成单表查询和条件过滤

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二、核心知识点

2.1 关系型数据库原理与三范式

定义

关系型数据库（RDBMS）采用 表（Table） 作为核心数据组织方式，表与表之间通过 外键（Foreign Key） 建立关联。数据以 行（记录） 和 列（字段） 的二维结构存储。

三大范式（3NF） 是数据库设计的规范准则：

范式	核心要求	通俗理解
1NF（第一范式）	每列不可再分，确保原子性	字段不能再拆成多个值
2NF（第二范式）	满足1NF，且非主键列完全依赖于主键	每一行有一个唯一标识
3NF（第三范式）	满足2NF，且非主键列不传递依赖于主键	数据不冗余存储

语法 / 设计原则

-- 违反1NF：address 列包含多个值
CREATE TABLE student_wrong (
    id INT,
    name VARCHAR(50),
    address VARCHAR(200)  -- "北京市海淀区,100084" — 应拆分
);

-- 符合3NF：拆分为学生表与地址表
CREATE TABLE student (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

CREATE TABLE address (
    id INT PRIMARY KEY,
    student_id INT,
    city VARCHAR(50),
    zip_code VARCHAR(10),
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id)
);

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2.2 MySQL 安装与客户端工具

定义

MySQL 是目前最流行的开源关系型数据库管理系统之一。常用图形化客户端：

工具	特点
Navicat	商业软件，功能全面，支持可视化建模、备份迁移
DBeaver	免费开源，跨平台，支持多种数据库，社区活跃

安装要点

1. MySQL Server 安装

   • 从 https://dev.mysql.com/downloads/ 下载 MySQL Community Server
   • 安装时设置 root 密码，选择默认字符集 utf8mb4
   • 配置环境变量 PATH 添加 MySQL bin 目录

2. 连接测试

   mysql -u root -p
   SHOW DATABASES;

3. DBeaver 连接配置

   • 新建连接 → MySQL → 主机 localhost → 端口 3306 → 用户名 root → 输入密码 → 测试连接

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2.3 DDL — 数据库与表的创建管理

定义

DDL（Data Definition Language） 用于定义数据库对象的创建、修改和删除。

命令	作用
CREATE	创建数据库或表
ALTER	修改表结构（添加/修改/删除列）
DROP	删除数据库或表
TRUNCATE	清空表数据（保留结构）

语法与示例

-- 创建数据库
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS school
    DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4
    DEFAULT COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

-- 使用数据库
USE school;

-- 创建表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS student (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '主键ID',
    name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '姓名',
    gender ENUM('男','女') DEFAULT '男' COMMENT '性别',
    age INT DEFAULT 0 COMMENT '年龄',
    class_id INT COMMENT '班级ID',
    created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='学生表';

-- 修改表：新增列
ALTER TABLE student ADD COLUMN phone VARCHAR(20) AFTER age;

-- 修改表：修改列类型
ALTER TABLE student MODIFY COLUMN phone VARCHAR(15);

-- 修改表：重命名列
ALTER TABLE student CHANGE COLUMN phone mobile VARCHAR(15);

-- 修改表：删除列
ALTER TABLE student DROP COLUMN mobile;

-- 删除表（谨慎操作）
-- DROP TABLE IF EXISTS student;

-- 清空表
-- TRUNCATE TABLE student;

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2.4 DML — 数据增删改

定义

DML（Data Manipulation Language） 用于对表中的数据进行增、删、改操作。

命令	作用
INSERT	插入数据
UPDATE	修改数据
DELETE	删除数据

语法与示例

-- INSERT：插入单条记录
INSERT INTO student (name, gender, age, class_id)
VALUES ('张三', '男', 20, 1);

-- INSERT：插入多条记录
INSERT INTO student (name, gender, age, class_id) VALUES
('李四', '女', 21, 1),
('王五', '男', 19, 2),
('赵六', '女', 22, 2);

-- INSERT：省略列名（需与字段顺序一致）
INSERT INTO student VALUES (NULL, '小明', '男', 18, 1, NOW());

-- UPDATE：更新数据（务必加 WHERE 条件！）
UPDATE student
SET age = 23
WHERE name = '张三';

-- UPDATE：多字段更新
UPDATE student
SET age = age + 1, class_id = 3
WHERE id = 2;

-- DELETE：删除数据（务必加 WHERE 条件！）
DELETE FROM student
WHERE id = 4;

-- DELETE：删除所有数据（保留结构）
-- DELETE FROM student;

⚠️ 警告：UPDATE 和 DELETE 不带 WHERE 条件会作用于全部行，请在事务中操作或先 SELECT 确认。

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2.5 DQL — 单表查询与条件过滤

定义

DQL（Data Query Language） 的核心是 SELECT 语句，用于从表中检索数据。

子句	作用
SELECT	指定查询的列
FROM	指定查询的表
WHERE	按条件过滤行
DISTINCT	去重
AS	列别名

语法与示例

-- 准备数据
USE school;
INSERT INTO student (name, gender, age, class_id) VALUES
('小红', '女', 20, 1),
('小刚', '男', 21, 1),
('大壮', '男', 22, 2),
('小美', '女', 19, 2),
('阿强', '男', 23, 3);

-- 查询所有列
SELECT * FROM student;

-- 查询指定列
SELECT name, age FROM student;

-- 使用别名
SELECT name AS 姓名, age AS 年龄 FROM student;

-- WHERE 条件过滤
SELECT * FROM student WHERE age > 20;
SELECT * FROM student WHERE gender = '女' AND age >= 20;
SELECT * FROM student WHERE class_id IN (1, 2);
SELECT * FROM student WHERE name LIKE '%小%';
SELECT * FROM student WHERE age BETWEEN 18 AND 21;

-- DISTINCT 去重
SELECT DISTINCT class_id FROM student;

-- 去重组合
SELECT DISTINCT gender, class_id FROM student;

-- 空值判断
SELECT * FROM student WHERE phone IS NULL;
-- SELECT * FROM student WHERE phone IS NOT NULL;

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三、本章小结

知识点	关键要点
三范式	1NF 列不可分 → 2NF 完全依赖主键 → 3NF 消除传递依赖
DDL	CREATE / ALTER / DROP 操作库和表结构
DML	INSERT 插入 / UPDATE 修改 / DELETE 删除（切记 WHERE！）
DQL	SELECT + FROM + WHERE 构成基本查询骨架
客户端	Navicat（商业）/ DBeaver（免费）均可连接管理 MySQL

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四、练习

基础练习

1. 创建数据库 company，字符集为 utf8mb4
2. 在 company 中创建 employee 表，包含字段：id（自增主键）、name（非空）、position（职位）、salary（DECIMAL(10,2)）、hire_date（DATE）
3. 插入 5 条员工记录
4. 修改第 3 条记录的薪水 +2000
5. 查询薪水大于 10000 且职位包含"经理"的员工
6. 删除入职时间早于 2020-01-01 的员工

进阶练习

7. 设计一个符合 3NF 的订单管理系统数据库（至少包含用户表、商品表、订单表），写出建表 DDL
8. 插入模拟数据，查询每个用户的最新一条订单记录