第3章笔记：SQL 基础：从模式到可靠查询

本章不是七个并列名词

掌握 DDL、DML、NULL、约束、排序与分页，让每条 SQL 都能解释结果与边界。 学习顺序从《DDL：把模式写成可执行契约》开始，到《约束失败与可解释错误处理》闭合。每一节都要留下下一节能直接使用的对象：模式、关系、查询结果、页、计划、事务状态、日志记录或部署证据。若你只能逐条背定义，却说不清前一节输出怎样成为后一节输入，这一章还没有真正连起来。

七节依赖与例题

1. DDL：把模式写成可执行契约

要解决的问题： CREATE TABLE 不只是列清单，还应写类型、主键、唯一、检查、外键与删除更新动作。

跟着做： 设计 department 与 employee：employee.dept_id 引用部门，salary 检查非负，email 唯一，入职日期非空。

验收规则： 先声明实体内约束，再声明跨表引用；迁移前必须验证已有数据能满足新约束。

2. INSERT、UPDATE、DELETE 的影响范围

要解决的问题： 写操作必须先用同一谓词做 SELECT 预览，并在事务中检查受影响行数；缺失 WHERE 是工程事故而非语法小错。

跟着做： 把已离职且结清的员工归档：先查询目标主键，开启事务，插入归档表，再按主键删除并比对行数。

验收规则： 安全写入 = 精确谓词 + 行数断言 + 事务 + 可回滚证据。

3. SELECT 的逻辑执行顺序

要解决的问题： SQL 书写顺序不等于逻辑顺序；FROM/ON、WHERE、GROUP BY、HAVING、SELECT、DISTINCT、ORDER BY、LIMIT 依次塑造结果。

跟着做： 不能在同层 WHERE 中直接使用 SELECT 别名，因为过滤发生在投影之前；可改用子查询或重复表达式。

验收规则： FROM→WHERE→GROUP BY→HAVING→SELECT→DISTINCT→ORDER BY→LIMIT。

4. NULL 与三值逻辑

要解决的问题： NULL 表示未知或不适用，不等于 0、空串或任何值；比较结果可能是 UNKNOWN，WHERE 只保留 TRUE。

跟着做： bonus=NULL 的员工不会被 bonus<>0 选中；应按业务意图使用 IS NULL 或 COALESCE，且先说明缺失含义。

验收规则： TRUE、FALSE、UNKNOWN 构成三值逻辑；NOT UNKNOWN 仍是 UNKNOWN。

5. 表达式、CASE 与类型转换

要解决的问题： CASE 把分段业务规则放进查询，CAST 明确类型边界；隐式转换可能让索引失效或产生意外比较。

跟着做： 按成绩区间生成等级时应写互斥且覆盖完整的 CASE，并把 NULL 单独处理，避免落入 ELSE 假装零分。

验收规则： 分段条件应从最严格到最宽或显式互斥，并用边界值逐一反查。

6. ORDER BY、LIMIT 与稳定分页

要解决的问题： 没有 ORDER BY 的结果无承诺顺序；只按非唯一列排序会让分页在并发写入时重复或漏行。

跟着做： 按 created_at 倒序翻页时加入 id 作为稳定次键；大页码可用 (created_at,id) 的游标条件替代 OFFSET。

验收规则： 稳定全序需要排序键组合唯一；键集分页复杂度通常优于大 OFFSET。

7. 约束失败与可解释错误处理

要解决的问题： 应用应区分唯一冲突、外键冲突、检查失败和锁等待，并把数据库错误映射成可行动的业务反馈。

跟着做： 重复注册邮箱应返回‘账号已存在’，而不是笼统 500；重试只适用于瞬态冲突，不能掩盖永久约束错误。

验收规则： 先分类错误是否可重试，再决定回滚、重试或反馈；任何重试都要有次数上限和幂等键。

章内共同推理方法

先写“一行或一个状态代表什么”，再写它必须满足的键、约束、顺序或故障假设。遇到 SQL，先定结果粒度和重复/NULL 语义，再编码；遇到存储与优化，先估算页数、基数和 I/O，再看真实执行计划；遇到事务与分布式，先画时间线和允许历史，再讨论隔离级别、日志或共识。任何公式都要带单位、数据分布和适用边界。

可复现练习

从本章七个例题中任选两个，用 SQLite 或课程给定模型从空环境重做。保存建表/输入、执行步骤、实际输出和断言；随后故意加入一个重复键、NULL、并发交错、崩溃点、倾斜分布或网络分区，记录第一个被破坏的不变量。只截成功界面、只贴 SQL 或只报告耗时不算完成。

闭卷验收

用十分钟画出本章七节箭头图；任选一条箭头解释传递的具体字段、状态或证据。再为《约束失败与可解释错误处理》写一个最小失败案例，并追溯它需要《DDL：把模式写成可执行契约》中的哪条定义才能修复。最后列出三道题：一道唯一答案判断、一道多条件选择、一道必须计算或写 SQL/状态轨迹的问题，且每题都写清为什么其他答案错。