Лекция 3. Общие сведения о Transact-SQL

Лекция 3. Общие сведения о Transact-SQL
В лекции рассматриваются основные типы данных, используемые в
MS SQL Server 2008, правила объявления переменных, а также
алгоритмические конструкции, присущие всем языкам программирования, и
стандартные функции для обработки данных.
Цель: дать представление об основных возможностях языка TransactSQL.
Общие сведения о Transact-SQL
В 1970-х годах был разработан специальный язык SEQUEL (Structured
English Query Language), который позднее был переименован в SQL. В 1986
году комитетом ANSI (American National Standards Institute) был принят
первый стандарт языка. Последним принятым стандартом является ISO
SQL:2008.
Язык SQL разрабатывался как непроцедурный язык, который будет
доступен обычным пользователям, а не только программистам. Однако со
временем язык становился все сложнее и сейчас предназначен в большей
степени для программистов. Несмотря на существование стандартов языка
SQL, в каждой СУБД используется свое расширение этого языка. Основной
причиной использования расширений SQL является потребность применять
SQL не только как язык запросов, но и как язык программирования, для
этого, как правило, вводятся так называемые хранимые процедуры. СУБД
Microsoft SQL Server использует свое расширение языка, которое называется
Transact-SQL и включает в себя следующее:
 управляющие конструкции;
 локальные переменные;
 дополнительные функции (математические, строковые и другие);
 поддержка аутентификации Windows.
Типы данных
MS SQL Server поддерживает все основные простые типы данных,
используемые в современных языках программирования. В версии MS SQL
Server 2008 были добавлены несколько новых типов, а некоторые перестали
рекомендоваться к использованию.
Типы данных в MS SQL Server можно разделить на семь категорий.
1
1. Целые числа:
 Bit (1 байт). На самом деле первый бит в таблице будет занимать
один байт, однако следующие семь бит в этой таблице будут
храниться в том же байте.
 Bigint (8 байт). 64-разрядное целое число, позволяет хранить числа
от –263 до +263–1.
 Int (4 байта). Диапазон значений от –2 147 483 648 до +2 147 483 647.
 SmallInt (2 байта). Диапазон значений от –32768 до +32767.
 TinyInt (1 байт). Диапазон значений от 0 до 255.
2. Числа с фиксированной запятой:
 Decimal или Numeric. Диапазон значений от –1038–1 до +1038–1.
 Money (8 байт). Денежный формат, диапазон значений от –263 до +263
с четырьмя знаками после запятой.
 SmallMoney (4 байта). Денежный формат, диапазон значений от
–214748,3648 до +214748,3647.
3. Числа с плавающей запятой:
 Float. Диапазон значений от –1,79E +308 до +1,79E +308.
4. Дата и время:
 DateTime (8 байт). Диапазон значений от 1 января 1753 года до 31
декабря 9999 года с точностью до трех сотых секунды.
 DateTime2 (6-8 байт). Новый тип данных, поддерживает точность до
0,1 мс.
 SmallDateTime (4 байта). Диапазон значений от 1 января 1900 года
до 6 июня 2079 года с точностью одна минута.
 DateTimeOffset (8-10 байт). Аналогичен типу DateTime, но хранит
ещё сдвиг относительно времени UTC1.
 Date (3 байта). Хранит только дату. Диапазон значений от 1 января
0001 года до 31 декабря 9999 года.
 Time (3-5 байт). Хранит только время с точностью до 0,1 мс.
5. Символьные строки:
 Char. Строка фиксированной длины. Максимальная длина строки
8000 символов.
1
UTC (Universal Time Coordinated) – универсальное синхронизированное время.
2
 VarChar. Строка переменной длины. Максимальная длина строки
8000, но при использовании ключевого слова «max» может хранить
до 231 байт.
 Text. Применялся для хранения больших строк, сейчас
рекомендуется использование varchar(max) вместо text. Оставлен
для обратной совместимости.
 Nchar. Строка фиксированной длины в Юникоде. Максимальная
длина строки 4000 символов.
 NvarChar. Строка переменной длины в Юникоде. Максимальная
длина строки 4000 символов, но при использовании ключевого слова
«max» может хранить до 231 байт.
 Ntext. Аналогичен типу text, но предназначен для работы с Юникод.
Сейчас рекомендуется использовать nvarchar(max). Оставлен для
обратной совместимости.
6. Двоичные данные:
 Binary. Позволяет хранить двоичные данные размером до 8000 байт.
 VarBinary. Тип данных переменной длины, позволяет хранить до
8000 байт, но при использовании ключевого слова «max» до 231 байт.
 Image. Использовался для хранения больших объемов данных,
сейчас рекомендуется использовать varbinary(max). Оставлен для
обратной совместимости.
7. Прочие типы данных:
 Table. Особый тип данных, используемый в основном для
временного хранения таблиц и для передачи в качестве параметра в
функции.
 HierarchyID. Используется для представления положения в
иерархической структуре.
 Sql_variant. Тип данных, хранящий значения различных типов
данных, поддерживаемых MS SQL Server.
 XML. Позволяет хранить XML-данные.
 Cursor (1 байт). Тип данных для переменных или выходных
параметров хранимых процедур, которые содержат ссылку на
курсор.
 Timestamp / rowversion (8 байт). Это тип данных, который
представляет собой автоматически сформированные уникальные
двоичные числа в базе данных. Значение данного типа генерируется
БД автоматически при вставке или изменении записи.
3
 UniqueIdentifier (16 байт). Представляет собой GUID (Special
Globally Unique Identifier). Гарантируется уникальность данного
значения.
Переменные в Transact-SQL
Любой объект базы данных должен обладать уникальным именем
внутри этой базы. На основе имени происходит обращение к этому объекту.
Имена объектов называются идентификаторами. Transact-SQL накладывает
ряд ограничений на порядок именования объектов:
 первый символ имени должен быть одним из символов латинского
алфавита (A-Z, a-z), либо символом @, # или _, т.е. не допускается
использование цифр и прочих специальных символов. Остальная часть
имени может включать любые символы алфавита, цифры и некоторые
специальные символы;
 общая длина имени обычного объекта не должна превышать 128
символов, для временных объектов – 116;
 внутри имени запрещается использование пробелов, скобок и таких
символов, как ~, !, %, ^, & и др.
 имя объекта не должно совпадать с зарезервированным словом и с
именем уже существующего объекта;
 если имя объекта содержит пробелы или совпадает с
зарезервированным словом, то его необходимо поместить внутрь квадратных
скобок [ ].
Замечание: Transact-SQL является CASE-нечувствительным языком,
т.е. не различает регистра символов.
Имена локальных переменных должны удовлетворять перечисленным
правилам именования объектов и всегда должны начинаться с символа @.
Область действия переменной ограничена пакетом операторов или
процедурой, в которой она была объявлена.
Объявление переменной
Синтаксис команды (внутри квадратных скобок в описании синтаксиса
располагаются необязательные элементы):
DECLARE @ИмяПеременной ТипДанных [ ,…n]
4
Пример объявления одной переменной:
DECLARE @sum int
Пример объявления нескольких переменных:
DECLARE @temp int, @count float
Присвоение значения
Синтаксис команды:
SET @ИмяПеременной = Выражение
Пример присвоения значения:
SET @sum = 0
В версии MS SQL Server 2008 появились следующие нововведения.
 Инициализировать переменную стало можно сразу при объявлении,
например:
DECLARE @iCounter int = 0
 Появились операторы +=, –=, *=, /= для краткой формы записи
арифметических конструкций.
Управляющие конструкции Transact-SQL
Группировка команд
Группировка двух и более команд в единый блок осуществляется с
помощью конструкции:
BEGIN
...
END
Такая группировка
конструкциях.
используется
в
условных
и
циклических
Конструкция ветвления
Выполнение той или иной группы команд в зависимости от
выполнения или не выполнения некоторого условия реализуется с помощью
конструкции:
5
IF <условие>
Оператор
[ELSE
Оператор ]
При отсутствии команд, выполняемых при несоблюдении условия,
ключевое слово ELSE можно не указывать.
Следует отметить особенность проверки значений на NULL
(специальный маркер, обозначающий отсутствие информации). Вместо
обычного сравнения: IF @myvar = NULL, следует использовать оператор
IS: IF @myvar IS NULL.
Конструкция CASE
Аналогична оператору CASE в языках программирования. В MS SQL
Server 2008 оператор CASE имеет два возможных варианта использования.
1. С входным выражением:
CASE <входное выражение>
WHEN <выражение when > THEN <результат>
[...]
[ELSE <результат>]
END
Пример:
SELECT TOP 10 SalesOrderID, SalesOrderID % 10 AS ‘Last Digit’,
Position = CASE SalesOrderID % 10
WHEN 1 THEN ‘Один’
WHEN 2 THEN ‘Два’
WHEN 3 THEN ‘Три’
WHEN 4 THEN ‘Четыре’
ELSE ‘Другое’
END
FROM Sales.SalesOrderHeader;
Результат запроса представлен на рис. 3.1.
6
Рис. 3.1. Результат использования оператора CASE
2. Без входного выражения:
CASE
WHEN <логическое выражение> THEN <результат>
[...]
[ELSE <результат>]
END
Используется, как правило, для поиска.
Пример:
SELECT TOP 10 SalesOrderID % 10 AS 'OrderLastDigit',
ProductID % 10 AS 'ProductLastDigit',
"How Close?" = CASE
WHEN (SalesOrderID % 10) < 3 THEN 'Меньше трёх'
WHEN ProductID = 6 THEN 'ProductID равен 6'
WHEN ABS(SalesOrderID % 10 - ProductID) <= 1 THEN ' В
пределах одного'
ELSE 'Больше одного'
END
FROM Sales.SalesOrderDetail
ORDER BY SalesOrderID DESC;
Результат выполнения запроса представлен на рис. 3.2.
7
Рис. 3.2. Результат использования оператора CASE
Циклическая конструкция
Transact-SQL поддерживает единственный тип цикла – цикл WHILE,
синтаксис которого следующий:
WHILE условие
Оператор
[BREAK | CONTINUE]
Замечание. Вертикальная черта в описании синтаксиса означает «или»,
т.е. в данном примере может быть указан либо BREAK, либо CONTINUE.
Тело цикла выполняется до тех пор, пока условие истинно. Цикл
можно принудительно остановить, если выполнить в теле цикла команду
BREAK. Если же нужно начать цикл заново, не дожидаясь выполнения
команд тела цикла, необходимо выполнить команду CONTINUE.
Конструкция WAITFOR
В некоторых случаях требуется отложить выполнение той или иной
команды. Для этих целей можно воспользоваться оператором WAITFOR. Эта
команда имеет следующий синтаксис:
WAITFOR DELAY <’time’> | TIME <’time’>
Если используется параметр DELAY, то указывается, сколько времени
необходимо ждать MS SQL Server. Максимально возможная задержка – 24
часа. Пример использования: WAITFOR DELAY ‘01:00’, который
приостановит выполнение на один час.
8
Если используется параметр TIME, то исполнение будет
приостановлено до наступления заданного времени. Пример использования:
WAITFOR TIME ‘01:00’ – приостановление выполнения кода до наступления
часа ночи.
Блок TRY/CATCH
Данную конструкцию можно использовать для обработки
исключительных ситуаций. Впервые это конструкция появилась в MS SQL
Server 2005.
Блок TRY/CATCH в MS SQL Server работает также как и в других
языках программирования. Используется следующий синтаксис:
BEGIN TRY
{ <выражения SQL> }
END TRY
BEGIN CATCH
{ <выражения SQL> }
END CATCH [ ; ]
В блоке BEGIN TRY... END TRY выполняются потенциально опасные
команды, если при этом произойдет ошибка уровня 11-19, то выполнение
будет передано в блок CATCH.
Уровни ошибок:
 1–10 Информационные сообщения. Например, обнаружение NULL
значений при выполнении агрегатных функций. Так как управление в блок
CATCH данные ошибки не передают, то для получения информации об
ошибки можно использовать функцию @@ERROR.
 11–19 Относительно серьезные ошибки. Например, нарушение
ограничений внешнего ключа.
 20–25 Очень серьезные ошибки. Это ошибки на уровне системы,
поэтому в коде нельзя узнать о ее возникновении. Такие ошибки разрывают
текущее соединение и прерывают выполнение команд.
Комментарии
Существует два вида комментариев:
 однострочные – в этом случае игнорируется текст справа от
символов комментария: -- (двойной дефис);
9
 многострочные – игнорируется текст, записанный между двумя
парами символов: /* … */.
Функции Transact-SQL
MS SQL Server имеет ряд встроенных функций для облегчения и
ускорения обработки данных. Различают три типа функций:
 функции наборов записей – результатом выполнения является объект,
который может быть использован как таблица данных;
 агрегатные функции – результатом является единственное значение
заданного атрибута из некоторого множества записей;
 скалярные функции – результатом также является одно значение из
строго определенного набора аргументов.
Скалярные функции
Выделяют
следующие
категории
скалярных
функций
–
математические, строковые, для работы с датами, конфигурационные и
системные. Рассмотрим каждую категорию.
Математические функции
Большинство математических функций возвращают результат того же
типа, что и исходные значения. Например, при переводе величины угла из
градусов в радианы в случае Radians(90) результат равен 1, что неверно, так
как в качестве аргумента функции использовано целое число. Правильная
запись: Radians (90.0).
Abs (выражение) – вычисление абсолютного значения выражения.
Можно использовать как целочисленные, так и нецелочисленные величины.
IsNumeric (выражение) – проверка, имеет ли указанное выражение
числовой тип данных. Результат равен 1, если выражение имеет числовой
тип, иначе – 0.
Rand () – возвращает случайное значение на основе системного
времени в диапазоне от 0 до 1.
Floor (выражение) – округление указанного значения до ближайшего
минимального целого числа.
Ceiling (выражение) – возвращает ближайшее целое число, большее
или равное данному.
Power (выражение, степень) – возведение в степень выражения. Тип
возвращаемого значения совпадает с исходным типом.
Sqrt (выражение) – вычисляет квадратный корень.
10
Строковые функции
Ascii (строка) – возвращает ASCII-код самого левого символа строки.
Char (выражение) – возвращает символ, ASCII-код которого
соответствует указанному числовому выражению.
Len (строка) – вычисляет длину строки в символах.
LTrim (строка), RTrim (строка) – удаляют начальные и концевые
пробелы соответственно.
Left (строка, число), Right (строка, число) – возвращают указанное
количество символов строки, начиная с левого и правого края строки
соответственно.
SubString (строка, начало, длина) – возвращает для строки подстроку
указанной длины, начиная с указанного символа.
CharIndex (строка1, строка2 [, старт]) – поиск подстроки строка1 в
строке строка2. Возвращает порядковый номер первого символа, с которого
начинается первое вхождение подстроки в строку. Дополнительно можно
указать стартовую позицию, с которой будет начат поиск.
Stuff (строка1, начало, длина, строка2) – удаляет определенное
количество символов строки1, начиная с указанного, и заменяет их новой
строкой2.
Replace (строка1, строка2, строка3) – заменяет все вхождения строки
строка2 в исходной строке строка1 на строка3.
Reverse (строка) – возвращает строку, символы которой записаны в
обратном порядке по отношению к исходной строке.
Функции для работы с датами
GetDate () – возвращает текущее системное время.
IsDate (выражение) – проверяет правильность выражения на
соответствие одному из возможных форматов ввода даты.
Day (дата), Month(дата), Year(дата) – возвращают день, месяц и год
из указанной даты.
DateName (тип, дата) – выделяет из даты указанную в типе часть и
возвращает ее в символьном формате. Формат частей: yy или yyyy – год, qq
или q – квартал, mm или m – месяц, dd или d – день, wk или ww – неделя, hh –
час, mi или m – минута, ss или s – секунда, ms – миллисекунда.
DatePart (тип, дата) – выделяет из даты указанную часть и возвращает
ее в числовом формате.
DateAdd (тип, число, дата) – добавляет к указанной дате число, тип
которого указан в первом параметре.
11
DateDiff (тип, начало, окончание) – возвращает разницу между
указанными частями дат в указанном типе.
Конфигурационные функции
Возвращают информацию о текущей конфигурации MS SQL Server.
Например:
@@Version – возвращает информацию о дате, версии и типе
процессора сервера.
@@ServerName – символьное имя локального MS SQL Server.
@@Max_Connections – максимально разрешенное количество
одновременных подключений к серверу.
Системные функции
Возвращают информацию о значениях, объектах и текущих параметрах
MS SQL Server.
DataLength(выражение) – возвращает число, соответствующее
количеству байт, необходимых для хранения результата выражения.
@@Error – код последней ошибки, произошедшей в текущем
соединении. Если ошибок нет, результат равен 0.
Host_Name() – символьное имя компьютера в сети, на котором
выполняется команда.
System_User и Session_User – возвращают соответственно имя учетной
записи пользователя для входа и имя пользователя текущей базы данных.
@@IDLE – определяет количество миллисекунд, прошедшее со
времени последнего запуска MS SQL Server.
NewID() – генерирует новое значение типа UniqueIdentifier.
Permission ([ObjectID[, ‘column’]]) – возвращает информацию о правах
доступа для текущего пользователя. Аргумент ObjectID указывает
идентификационный номер объекта базы данных. Для получения
идентификационного номера объекта по его имени используется функция
Object_ID(‘имя’).
Результатом данной функции является 32-битное значение, каждый бит
которого соответствует тому или иному праву доступа. Если значение этого
бита равно 1, то доступ к объекту разрешен.
Определим, например, имеет ли пользователь право выборки данных из
таблицы Product БД AdventureWorks2008:
SELECT Permissions (object_id('production.product'))
12
Если первый младший бит результата равен 1, то выборка данных из
таблицы Product разрешена.
Чтобы проверить право доступа к полю некоторой таблицы,
необходимо указать идентификационный номер этой таблицы данных и в
аргументе ‘column’ указать имя этого поля. Например, для проверки
возможности выборки данных из поля Stor_id таблицы Sales необходимо:
SELECT Permissions (object_id('production.product'),'ProductID')
Если первый младший бит результата равен 1, то выборка данных из
поля ProductID таблицы Product также разрешена.
Отладка кода в Management Studio
В MS SQL Server 2008 появилась возможность отлаживать SQL-код
при помощи пошагового выполнения. Для этого существуют команды Debug
– Step Into (F11) и Debug – Step Over (F10). Команда Debug – Toggle
Breakpoint (F9) устанавливает точку останову, до которой будет
происходить выполнение кода.
Во время отладки доступны такие окна:
 Locals – автоматически содержит список всех локальных
переменных и показывает их текущие значения;
 Watch – позволяет вручную добавлять переменные для отслеживания
их значений;
 Callstack – показывает стек вызовов функций.
Снимок экрана во время процесса отладки показан на рис. 3.3.
13
Рис. 3.3. Окно отладки в Management Studio.
Желтая стрелка указывает на текущую исполняемую строку;
красный кружок – точка останова.
Краткие итоги. Рассмотрены типы данных, доступные в MS SQL
Server 2008. Продемонстрировано использование базовых алгоритмических
конструкций и локальных переменных, а также показана возможность
отладки SQL-кода.
14