SQLの基本

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関係データベースとSELECTの基本

関係データベースの用語

関係データベース（リレーショナルデータベース）は、データをテーブル（行と列でできた表）に入れ、テーブル同士をキーの値でつなぎます。理論の世界では同じものを別の名前で呼ぶので、対応を覚えておくと便利です。

リレーションには決まった性質があります。まったく同じタプルが2つあってはならず、タプルの間にも属性の間にも順序はなく、すべての値はそれ以上分けられない原子値です。

キーにもいくつか種類があります。

データがいつも正しい状態であるように守るルールが整合性制約です。主キーはNULLでも重複でもいけないというエンティティ整合性、外部キーの値は参照先のテーブルにある値かNULLでなければならないという参照整合性、列の値は決められたドメインの中になければならないというドメイン整合性が代表的です。

関係データベースの理論上の演算を関係代数といいます。SQLのそれぞれの部分がどの演算にあたるかを対応させると、次のようになります。

SQL文の4つの種類

SELECTとWHERE

SELECTの骨組みは次のとおりです。

SELECT [DISTINCT] 列 [AS 別名], ...
FROM   テーブル
WHERE  条件
ORDER BY 列 [ASC | DESC];

• DISTINCTは結果から重複した行を取り除く（SELECTリスト全体が同じときに重複とみなす）
• 別名（エイリアス）はASで付け、空白や特殊文字を含むときはダブルクォーテーションで囲む
• 文字列をつなぐとき、Oracleは||、SQL Serverは+を使う（CONCAT関数はどちらにもある）

WHEREで使う演算子は次のとおりです。

条件をいくつもつなぐときは優先順位があります。Oracleのドキュメントでは括弧 → 比較演算子 → NOT → AND → ORの順です。ANDがORより先なので、A OR B AND CはA OR (B AND C)として計算されます。迷ったら括弧を付けておくのが安全です。

ORDER BY：並べ替えとNULLの位置

ORDER BYは昇順（ASC）が既定で、列名・別名・SELECTリストでの位置番号（1、2…）で並べ替えられます。違いが出るのはNULLです。OracleはNULLを最大の値とみなして昇順なら最後に、SQL Serverは最小の値とみなして最初に置きます。Oracleでは、NULLS FIRST・NULLS LASTで位置を直接指定できます。

SELECT文が処理される順番

SELECT文は、書いた順番どおりには処理されません。この順番を知っておくと、「なぜWHEREで別名が使えないの？」「なぜWHEREにSUMを書けないの？」といった疑問がまとめて解けます。下の図で段階を進めてみてください。

SELECT   DEPT_CODE, SUM(SALARY) AS TOTAL
▶FROM     EMP
WHERE    SALARY >= 260
GROUP BY DEPT_CODE
HAVING   SUM(SALARY) >= 280
ORDER BY TOTAL DESC;

まとめると、FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT → ORDER BYです。別名はSELECTで生まれるので、その後のORDER BYでしか使えません。

02

関数とGROUP BY・HAVING

SELECTで列を取り出せたら、次は値を加工し（関数）、まとめて数えます（GROUP BY）。

単一行関数：1行ごとに値を1つ返す

関数には2つの種類があります。1行ごとに結果を1つずつ返す単一行関数と、複数の行をまとめて結果を1つ返す複数行関数（集約関数）です。単一行関数はSELECT・WHERE・ORDER BYのどこでも使え、関数の中に関数を入れることもできます。

Oracleでは、日付に数値を足すと日単位で計算されます。HIRE_DATE + 1は翌日、HIRE_DATE + 1/24は1時間後です。もう1つ、Oracleは空文字列（‘’）をNULLとして扱いますが、SQL Serverは空文字列とNULLを区別します。

型変換とCASE

データ型を変える方法は2つあります。関数で自分で変える明示的な型変換（Oracle：TO_CHAR・TO_NUMBER・TO_DATE、SQL Server：CAST・CONVERT）と、データベースが自動で変える暗黙的な型変換です。暗黙的な型変換は便利ですが、思いがけない形に変わったり、索引（インデックス）が使えなくなったりすることがあるので、明示的に書く習慣をつけておくと安心です。

条件によって違う値を返したいときはCASEを使います。1つの値と比べる単純CASE式と、条件式を書く検索CASE式があります。Oracleには同じことをするDECODE関数もあります。

SELECT NAME,
       CASE WHEN SALARY >= 350 THEN '高'
            WHEN SALARY >= 280 THEN '中'
            ELSE '低' END AS GRADE,     -- ELSEがなければNULL
       DECODE(DEPT_CODE, 'D10', '営業', 'D20', '開発', 'その他') AS DEPT_NAME
FROM   EMP;

NULLを扱う関数

集約関数とNULL

COUNT・SUM・AVG・MAX・MINのような集約関数は、複数の行をまとめて値を1つ作ります。覚えておくルールは1つです。COUNT(*)以外は、どれもNULLを無視します。下の図で関数を切り替えてみてください。

集約関数の中にDISTINCTを入れると、重複した値は1回だけ数えます（COUNT(DISTINCT DEPT_CODE)）。条件に合う行が1つもないとき、COUNTは0を、SUM・AVG・MAX・MINはNULLを返します。

GROUP BYとHAVING

GROUP BYは、同じ値を持つ行をまとめて、グループごとに集計します。まとめた後はグループごとに1行になるので、いくつかルールが生まれます。

• SELECTリストで集約関数の外にある列は、必ずGROUP BYにも書く
• GROUP BYにはSELECTの別名を書かない — 処理の順番では、まだ別名がない（最新のOracle 23aiでは使えるが、試験は従来のルールが基準）
• NULLも1つのグループになる
• GROUP BYは並び順を保証しない — 順番が必要ならORDER BYを書く

グループに条件を付けるときはHAVINGを使います。WHEREはまとめる前に行を絞り、HAVINGはまとめた後にグループを絞ります。だから、集約関数を使った条件はHAVINGにしか書けません。集約関数が要らない条件なら、WHEREで先に絞っておいたほうが処理する行が減って有利です。

SELECT   DEPT_CODE, COUNT(*) AS HEADCOUNT, AVG(SALARY) AS AVG_SAL
FROM     EMP
WHERE    SALARY >= 250          -- 先に行を絞る
GROUP BY DEPT_CODE
HAVING   COUNT(*) >= 2;         -- まとめた後にグループを絞る