Bootstrap

青少年编程与数学 02-007 PostgreSQL数据库应用 07课题、表的操作

青少年编程与数学 02-007 PostgreSQL数据库应用 07课题、表的操作

课题摘要:本课题详细介绍了PostgreSQL中表的操作，包括创建、数据类型、约束、插入、查询、更新、删除数据，以及修改表结构和索引。表是PostgreSQL中存储数据的基本结构，由行和列组成，每列都有特定的数据类型。创建表时可以定义列名、数据类型和约束条件，如主键、外键、唯一性、检查等。PostgreSQL支持多种数据类型，包括数值、字符串、日期时间、布尔、二进制、复合类型、枚举、网络地址、UUID、几何和JSON类型。选择合适的数据类型对数据库性能、存储效率和数据完整性至关重要。此外，还讨论了列的命名规则，包括标识符长度、字符、大小写敏感性和避免关键字。最后，提供了一个表定义示例，展示了如何在PostgreSQL中创建一个等效的表，包括数据类型和函数的对应关系。

一、数据库表（Table）

在PostgreSQL中，数据库表是存储数据的基本结构，它们由行（rows）和列（columns）组成，每列都有自己的数据类型。以下是关于PostgreSQL中数据库表的一些详细说明：

表的创建

创建表时，你需要定义列名和数据类型，还可以指定约束条件，如主键、外键、唯一性、检查等。

CREATE TABLE table_name (
    column1 data_type PRIMARY KEY,
    column2 data_type NOT NULL,
    column3 data_type UNIQUE,
    column4 data_type CHECK (column4 > 0),
    column5 data_type REFERENCES other_table(other_column)
);

表的数据类型

PostgreSQL支持多种数据类型，包括：

  • 数值类型：整型（如INTEGER、BIGINT）、浮点型（如FLOAT、REAL）、小数型（如NUMERIC、DECIMAL）。
  • 字符串类型：字符型（如CHARACTER、VARCHAR）、文本型（如TEXT）。
  • 日期和时间类型：DATE、TIME、TIMESTAMP、TIMESTAMP WITH TIME ZONE。
  • 布尔类型：BOOLEAN。
  • 二进制类型：BYTEA。
  • 复合类型：数组（如INTEGER[]）、复合类型（如POINT、LINE、LSEG）。
  • 枚举类型：ENUM。
  • 网络类型：INET、CIDR。
  • UUID类型：UUID。
  • 几何类型：GEOMETRY。

表的约束

约束用于保证数据的完整性和准确性：

  • 主键（PRIMARY KEY）：表中每一行的唯一标识符。
  • 外键（FOREIGN KEY）：用于建立两个表之间的关系，保证引用的数据完整性。
  • 唯一性（UNIQUE）：确保列中的所有值都是唯一的。
  • 检查（CHECK）：确保列中的值满足特定的条件。
  • 非空（NOT NULL）：确保列不能存储空值。

表的操作

  • 插入数据（INSERT）：

    INSERT INTO table_name (column1, column2) VALUES (value1, value2);

  • 查询数据（SELECT）：

    SELECT * FROM table_name WHERE condition;

  • 更新数据（UPDATE）：

    UPDATE table_name SET column1 = value1 WHERE condition;

  • 删除数据（DELETE）：

    DELETE FROM table_name WHERE condition;

表的修改

  • 添加列（ADD COLUMN）：

    ALTER TABLE table_name ADD COLUMN new_column data_type;

  • 删除列（DROP COLUMN）：

    ALTER TABLE table_name DROP COLUMN column_name;

  • 修改列（ALTER COLUMN）：

    ALTER TABLE table_name ALTER COLUMN column_name TYPE new_data_type;

表的索引和性能

  • 创建索引（CREATE INDEX）：

    CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name);

  • 删除索引（DROP INDEX）：

    DROP INDEX index_name;

索引可以显著提高查询性能，尤其是在大型表中。

表的继承

PostgreSQL支持表继承，允许一个表继承另一个表的结构：

  • 创建继承表：
    CREATE TABLE child_table (additional_column data_type) INHERITS (parent_table);

表的分区

PostgreSQL支持表分区，可以将大型表的数据分散存储在不同的分区中：

  • 创建分区表：
    CREATE TABLE partitioned_table (
  column1 data_type,
  column2 data_type
) PARTITION BY RANGE (column1);

这些是PostgreSQL中数据库表的基本组成和操作。通过这些功能，你可以有效地组织和管理数据，确保数据的完整性和安全性。

二、创建表

在PostgreSQL中创建表是一个直接的过程，涉及到定义表的结构，包括列名、数据类型以及约束条件。以下是创建表的基本步骤和示例：

1. 使用CREATE TABLE语句

最基本的创建表的SQL语句是CREATE TABLE。你可以指定表名和列，以及每个列的数据类型。

CREATE TABLE table_name (
    column1 data_type1,
    column2 data_type2,
    column3 data_type3,
    ...
);

2. 定义列的数据类型

为表中的每个列指定一个数据类型。PostgreSQL支持多种数据类型，包括数值型、字符串型、日期时间型等。

CREATE TABLE employees (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    birth_date DATE,
    hire_date DATE
);

在这个例子中，id列被定义为自增的整数（SERIAL），并且是表的主键。first_name和last_name列被定义为最大长度为50的字符串，并且不允许为空（NOT NULL）。

3. 添加约束条件

在创建表时，可以定义各种约束条件来保证数据的完整性和准确性，如主键、外键、唯一性、检查等。

CREATE TABLE orders (
    order_id SERIAL PRIMARY KEY,
    customer_id INTEGER REFERENCES customers(id),
    order_date TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    order_total NUMERIC(10, 2) CHECK (order_total >= 0)
);

在这个例子中，order_id是主键，customer_id是外键，它引用了customers表的id列。order_date列默认值为当前时间戳，order_total列必须大于或等于0。

4. 在psql中执行CREATE TABLE

如果你使用的是psql命令行工具，可以直接在psql会话中输入上述CREATE TABLE语句。

5. 在pgAdmin中执行CREATE TABLE

如果你使用的是pgAdmin这样的图形界面工具，可以按照以下步骤创建表：

  1. 连接到你的PostgreSQL服务器。
  2. 在pgAdmin的浏览器面板中，找到你想要创建表的数据库。
  3. 右键点击数据库，选择“Create” -> “Table”。
  4. 在打开的表创建向导中，输入表名和列的详细信息，包括数据类型和约束条件。
  5. 完成向导，创建表。

注意事项

  • 创建表之前，确保你有足够的权限在指定的数据库中创建表。
  • 在创建表时仔细考虑数据类型和约束条件，这有助于保证数据的完整性和性能。
  • 创建表后，你可以使用\d或\d+ table_name命令在psql中查看表的结构。

通过这些步骤，你可以在PostgreSQL中创建表来存储和管理数据。

三、列（字段）的命名规则

在PostgreSQL中，列（字段）的命名遵循一定的规则和最佳实践，以确保数据库的一致性和可维护性。以下是列命名的主要规则和建议：

基本规则

  1. 标识符长度：

    • PostgreSQL的标识符（包括列名）最长可以达到63个字符。超过这个长度的标识符会导致错误。

  2. 标识符字符：

    • 标识符必须以字母（a-z、A-Z、非拉丁字母）或下划线（_）开头。
    • 后续字符可以是字母、下划线、数字（0-9）或美元符号（$）。

  3. 大小写敏感性：

    • PostgreSQL中未加引号的标识符默认是大小写不敏感的，这意味着column_name和Column_Name会被视为同一个标识符。
    • 如果列名包含特殊字符或要使其大小写敏感，可以使用双引号括起来，如"Column Name"。

  4. 避免关键字：

    • 尽管可以使用SQL关键字作为列名（如select、update等），但最好避免这样做，因为它会使SQL语句更复杂，需要使用反引号（`）或双引号括起来。

最佳实践

  1. 简洁明了：

    • 列名应该简洁且具有描述性，能够清楚地表明列所包含的数据类型或用途。

  2. 使用下划线分隔：

    • 多个单词组成的列名应使用下划线（_）分隔，如first_name、order_date。

  3. 避免使用保留字：

    • 尽管可以使用保留字作为列名，但最好避免这样做，以免在编写SQL语句时产生混淆。

  4. 避免使用特殊字符：

    • 避免在列名中使用特殊字符，如空格、连字符（-）、点（.）等，这些字符会使SQL语句更复杂。

  5. 避免使用数字开头：

    • 不要以数字开头命名列，因为这可能会导致解析SQL语句时出现问题。

  6. 避免使用保留字和函数名：

    • 避免使用SQL保留字和现有函数名作为列名，以免在编写查询时产生混淆。

  7. 统一命名风格：

    • 在整个数据库中保持一致的命名风格，这有助于提高数据库的可读性和可维护性。

  8. 考虑国际化：

    • 如果数据库将被多语言用户访问，考虑列名的国际化问题，避免使用特定语言的词汇。

  9. 避免过长的列名：

    • 尽管PostgreSQL允许长达63个字符的列名，但过长的列名可能会使SQL语句难以阅读和维护。

通过遵循这些规则和最佳实践，你可以确保列名的一致性、可读性和可维护性，从而提高数据库的整体质量。

四、列的数据类型

PostgreSQL 提供了丰富的数据类型，允许你根据数据的特点和需求选择合适的类型。以下是一些常用的列数据类型及其详解：

数值类型

  1. 整数类型：

    • SMALLINT：16位整数，范围从-32768到32767。
    • INTEGER：32位整数，范围从-2147483648到2147483647。
    • BIGINT：64位整数，范围从-9223372036854775808到9223372036854775807。

  2. 浮点数类型：

    • REAL：单精度浮点数，通常有7位有效数字的精度。
    • DOUBLE PRECISION：双精度浮点数，通常有15位有效数字的精度。

  3. 小数类型：

    • NUMERIC：精确的十进制数，可以指定精度（例如NUMERIC(10,2)表示总共10位数字，其中2位是小数）。
    • DECIMAL：与NUMERIC类似，但不允许指定精度。

  4. 序列类型：

    • SERIAL：自动增长的整数，用于主键。
    • BIGSERIAL：自动增长的64位整数。

字符类型

  1. 字符串类型：

    • CHARACTER或CHAR：固定长度的字符串，长度可以指定（例如CHAR(5)）。
    • CHARACTER VARYING或VARCHAR：可变长度的字符串，长度可以指定（例如VARCHAR(255)）。

  2. 文本类型：

    • TEXT：用于存储大量文本，没有长度限制。

日期和时间类型

  1. 日期类型：

    • DATE：存储日期，格式为YYYY-MM-DD。

  2. 时间类型：

    • TIME：存储时间，格式为HH:MM:SS。
    • TIME WITH TIME ZONE或TIMETZ：带时区的时间。

  3. 时间戳类型：

    • TIMESTAMP：存储日期和时间，格式为YYYY-MM-DD HH:MM:SS。
    • TIMESTAMP WITH TIME ZONE或TIMESTAMPTZ：带时区的日期和时间。

布尔类型

  • BOOLEAN：存储布尔值，TRUE或FALSE。

二进制类型

  • BYTEA：用于存储二进制数据。

复合类型

  1. 数组类型：

    • 任何基本类型都可以定义为数组类型，例如INTEGER[]。

  2. 枚举类型：

    • ENUM：枚举类型，用于存储预定义的值列表。

几何类型

  • GEOMETRY：几何数据类型，用于存储几何对象。

网络地址类型

  • INET：存储IPv4或IPv6地址。
  • CIDR：存储IPv4或IPv6地址和子网掩码。

UUID类型

  • UUID：存储通用唯一识别码。

JSON类型

  • JSON：存储JSON对象。
  • JSONB：存储二进制JSON对象，支持索引和更有效的查询。

XML类型

  • XML：存储XML数据。

选择合适的数据类型对于数据库性能、存储效率和数据完整性至关重要。在定义表结构时，应根据数据的特性和查询需求仔细选择最合适的数据类型。

五、选择合适的数据类型

在PostgreSQL中为数据选择合适的数据类型是一个重要的决策，它会影响到数据库的性能、存储效率和数据完整性。以下是一些指导性规则，帮助你为不同类型的数据选择合适的数据类型：

1. 了解数据的特性

  • 数值数据：

    • 如果数据是整数，选择INTEGER。如果数值非常大或非常小，选择BIGINT。
    • 如果数据是小数，根据精度需求选择NUMERIC或DECIMAL，并指定小数点后的位数。
    • 如果数据是浮点数，根据精度需求选择REAL或DOUBLE PRECISION。

  • 字符串数据：

    • 对于较短的、固定长度的字符串，使用CHAR。
    • 对于长度可变的字符串，使用VARCHAR，并指定最大长度。
    • 对于长文本，如文章或评论，使用TEXT。

  • 日期和时间数据：

    • 对于日期，使用DATE。
    • 对于时间，使用TIME或TIME WITH TIME ZONE。
    • 对于日期和时间，使用TIMESTAMP或TIMESTAMP WITH TIME ZONE。

  • 布尔数据：

    • 对于真/假值，使用BOOLEAN。

2. 考虑数据的范围和精度

  • 范围：

    • 确保选择的数据类型能够覆盖数据的值范围。例如，使用SMALLINT而不是INTEGER，如果数据值不会超过SMALLINT的范围。

  • 精度：

    • 对于需要精确计算的数值，使用NUMERIC或DECIMAL。对于需要快速计算但不要求极端精度的数值，使用FLOAT或DOUBLE PRECISION。

3. 存储需求

  • 存储大小：

    • 考虑存储空间的需求。例如，VARCHAR只存储必要的空间加上一个长度前缀，而CHAR总是占用固定空间。

  • 稀疏数据：

    • 对于大部分值为空的情况，考虑使用NULL或适当的默认值来减少存储需求。

4. 性能要求

  • 索引和查询：

    • 考虑是否需要在该列上创建索引。某些数据类型（如TEXT和JSONB）在索引时可能需要特定的考虑。

  • 列的默认值：

    • 如果列经常有一个默认值，考虑在创建表时指定默认值，以减少更新操作的开销。

5. 兼容性和可维护性

  • 兼容性：

    • 如果数据需要与其他系统交互，考虑数据类型的兼容性。

  • 可维护性：

    • 选择易于理解和维护的数据类型，避免过度复杂的数据类型，除非它们提供了显著的优势。

6. 特殊数据类型

  • 数组：

    • 如果需要存储多个值，考虑使用数组类型，如INTEGER[]。

  • 几何和地理空间数据：

    • 对于地理空间数据，使用GEOMETRY或专门的地理空间扩展。

  • JSON 和 XML：

    • 对于半结构化数据，使用JSON或JSONB（推荐JSONB，因为它支持索引）。

通过综合考虑这些因素，你可以为PostgreSQL中的列选择最合适的数据类型，从而优化数据库的性能和存储效率。

六、表定义示例

在 PostgreSQL 中，数据类型和 SQL Server 有所不同，因此不能直接使用 T-SQL 中的数据类型，如 NVARCHAR、BIT、VARBINARY 和 DATETIME2。下面是根据您提供的 SQL Server 表定义，转换为 PostgreSQL 的等效表定义：

CREATE TABLE ProductCatalog (
    ProductID SERIAL PRIMARY KEY, -- 主键，自增长整数类型
    ProductName VARCHAR(100) NOT NULL, -- 产品名称，可变长度的字符数据
    ProductDescription TEXT, -- 产品描述，最大长度的文本数据
    Price NUMERIC(10, 2) NOT NULL, -- 价格，十进制类型，最多8位数字，2位小数
    StockQuantity INTEGER, -- 库存数量，整数类型
    IsDiscontinued BOOLEAN, -- 是否已停产，布尔类型
    ProductImage BYTEA, -- 产品图片，可变长度的二进制数据
    CreatedDate TIMESTAMP WITH TIME ZONE NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, -- 创建日期，高精度日期和时间类型，默认为当前时间
    ModifiedDate TIMESTAMP WITH TIME ZONE NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, -- 修改日期，高精度日期和时间类型，默认为当前时间
    ShelfLife INTERVAL MONTH -- 保质期，以月为单位，时间间隔类型
);

以下是 PostgreSQL 中使用的等效数据类型和函数的解释：

  1. SERIAL：PostgreSQL 中的自增长整数类型，类似于 SQL Server 中的 INT IDENTITY。

  2. VARCHAR(100)：可变长度的字符数据，最大长度为 100。

  3. TEXT：用于存储大量文本的数据类型，没有长度限制。

  4. NUMERIC(10, 2)：十进制类型，最多8位数字，2位小数。

  5. INTEGER：整数类型。

  6. BOOLEAN：布尔类型，存储 TRUE 或 FALSE。

  7. BYTEA：用于存储二进制数据。

  8. TIMESTAMP WITH TIME ZONE：高精度日期和时间类型，带时区。

  9. INTERVAL：时间间隔类型，用于存储时间段，如 INTERVAL '1 month'。

请注意，GETDATE() 在 SQL Server 中用于获取当前日期和时间，而在 PostgreSQL 中对应的函数是 CURRENT_TIMESTAMP。此外，NVARCHAR(MAX) 在 PostgreSQL 中没有直接等效，但可以使用 TEXT 类型，因为它可以存储任意长度的 Unicode 文本。VARBINARY(MAX) 在 PostgreSQL 中被 BYTEA 类型替代。MONTH 类型在 PostgreSQL 中没有直接等效，因此使用 INTERVAL 类型来表示时间段。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

最新收录
用友NC pagesServlet SQL注入漏洞复现
HashSet 和 TreeSet的区别
大数据分析应用有哪些机遇与挑战
vue用复选框实现组件，支持单选和多选操作
大模型成本效益对比：DeepSeek 2.5 VS Claude 3.5 Sonnet VS GPT-4o
Puppeteer——爬虫工具&自动化利器
【网站项目】SpringBoot587视频点播系统
python提供了( )、( )和( )型三种基本的数值类型。_三、Python数值类型
Python | Leetcode Python题解之第297题二叉树的序列化与反序列化
Ubuntu下用Lean源码编译openwrt及一行命令u盘启动openwrt安装x86硬盘上
;