Um breve mergulho na semântica SQL

Definindo os tipos

Consideremos os tipos fundamentais representados por t, onde t pode ser num ou str. Definamos então o tipo coluna<t> para que possamos construir o tipo tabela< coluna<t1>, coluna<t2>, ... >, que é o tipo básico da SQL. Ou seja, o tipo tabela é composto por uma sequência de tipos coluna, cada um com seu próprio tipo fundamental.

• Exemplos:

  • Seja campi a tabela< coluna<num>, coluna<str> >

    campi.id	campi.nome
    1	pici
    2	benfica
    3	porangabussu

  • Seja departamentos a tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num> >

    departamentos.id	departamentos.nome	departamentos.campus
    1	computação	1
    2	biologia	1
    3	letras	2

  • Seja empregados a tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num>, coluna<num> >

  empregados.id	empregados.nome	empregados.idade	empregados.salário	empregados.departamento
  1	zé	26	900	3
  2	sá	25	925	2
  3	jó	27	950	1
  4	pi	25	975	1

Consultas

O bloco para se executar uma consulta é formado pelas palavras chaves select, from e where, nesta ordem.

• select é sucedido por uma sequência de colunas cols
• from é sucedido por uma tabela tab
• where é sucedido por uma condição para a aceitação das linhas de tab

O resultado de uma consulta é uma tabela result, cujo tipo é tabela< type(cols[0]), type(cols[1]), ... >.

Cada objeto da lista cols deve pertencer à sequência de colunas de tab. O caractere * representa uma lista de colunas que contem todas as colunas de tab.

Se a cláusula where for omitida, todas as linhas de tab farão parte de result.

• Exemplos:

  • A consulta

      select empregados.nome
      from empregados
      where empregados.idade > 25
    

    resulta na tabela< coluna<str> >

    empregados.nome
    zé
    jó

  • A consulta

      select empregados.nome
      from empregados
    

    resulta na tabela< coluna<str> >

    empregados.nome
    zé
    sá
    jó
    pi

Variáveis

O escopo de uma consulta é definido na cláusula from. Desta forma, podemos instanciar variáveis para nos referirmos às tabelas.

• Exemplo:

  • A consulta

      select e.nome
      from empregados e
      where e.idade = 25
    

    resulta na tabela< coluna<str> >

    e.nome
    sá
    pi

Operações entre tabelas

Produto cartesiano

Sintaxe: <tabela>, <tabela> → <tabela>

Sejam as tabelas A do tipo tabela< colunaA1, ... > e B do tipo tabela< colunaB1, ... >. O produto cartesiano de A com B resulta em uma tabela do tipo tabela< colunaA1, ..., colunaB1, ... >.

• Exemplo:

  • A consulta

      select *
      from departamentos d, campi c
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<str> >

    d.id	d.nome	d.campus	c.id	c.nome
    1	computação	1	1	pici
    1	computação	1	2	benfica
    1	computação	1	3	porangabussu
    2	biologia	1	1	pici
    2	biologia	1	2	benfica
    2	biologia	1	3	porangabussu
    3	letras	2	1	pici
    3	letras	2	2	benfica
    3	letras	2	3	porangabussu

À medida que encadeamos produtos cartesianos, o custo de memória aumenta muito rapidamente. Isto ocorre porque o produto cartesiano normalmente gera muitas linhas desinteressantes. Embora nós possamos filtrar as linhas que importam com a cláusula where, a memória do servidor já foi drasticamente consumida pelo SGBD. Devido a este fato, uma boa prática é utilizar o

inner join

Sintaxe: <tabela> inner join <tabela> on <condição de emparelhamento> → <tabela>

O inner join permite que filtremos as linhas de um produto cartesiano antes que elas passem a compor a tabela resultante.

A análise semântica é a mesma do produto cartesiano.

• Exemplo:

  • A consulta

      select *
      from departamentos d inner join campi c on d.campus = c.id
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<str> >

    d.id	d.nome	d.campus	c.id	c.nome
    1	computação	1	1	pici
    2	biologia	1	1	pici
    3	letras	2	2	benfica

left join e right join

Se quisermos que a tabela resultante contenha todas as linhas de uma das tabelas do join mesmo que não haja correspondência para satisfazer a condição de emparelhamento, utilizamos left join ou right join. As células sem elementos correspondentes são preenchidas com objetos nulos.

Sintaxes e análises semânticas análogas ao inner join.

• Exemplos:

  • A consulta

      select *
      from campi c left join departamentos d on d.campus = c.id
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num>, coluna<str>, coluna<num> >

    c.id	c.nome	d.id	d.nome	d.campus
    1	pici	1	computação	1
    1	pici	2	biologia	1
    2	benfica	3	letras	2
    3	porangabussu

  • A consulta

      select *
      from departamentos d right join campi c on d.campus = c.id
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<str>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<str> >

    d.id	d.nome	d.campus	c.id	c.nome
    1	computação	1	1	pici
    2	biologia	1	1	pici
    3	letras	2	2	benfica
    			3	porangabussu

union

Sintaxe: <tabela> union <tabela> → <tabela>

O operador union requer que as tabelas fornecidas sejam do mesmo tipo, ou seja

• Suas sequências de colunas devem ter o mesmo tamanho
• Suas sequências de colunas devem ter colunas do mesmo tipo em cada posição das sequências

Os nomes das colunas da tabela resultante são os nomes das colunas da primeira tabela.

• Exemplos:

  • A consulta

      select empregados.nome, empregados.salário
      from empregados
      union
      select departamentos.nome, departamentos.campus
      from departamentos
    

    resulta na tabela< coluna<str>, coluna<num> > sem consistência interpretativa

    empregados.nome	empregados.salário
    zé	900
    sá	925
    jó	950
    pi	975
    computação	1
    biologia	1
    letras	2

  • A consulta

      select *
      from (
          select c.id, c.nome
          from campi c
          union
          select d.id, d.nome
          from departamentos d
          union
          select e.id, e.nome
          from empregados e
      ) dados
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<str> >

    dados.id	dados.nome
    1	pici
    2	benfica
    3	porangabussu
    1	computação
    2	biologia
    3	letras
    1	zé
    2	sá
    3	jó
    4	pi

Condições

=, <> ou!=, >, >=, < e <=

Operadores utilizados para fazermos comparações entre objetos do mesmo tipo básico. No tipo str, a magnitude considerada é a ordem alfabética.

in

Retorna true se um objeto pertence à lista em questão.

• Exemplo:

  • A consulta

      select e.nome
      from empregados e inner join departamentos d on e.departamento = d.id
      where d.departamento in ('computação', 'letras')
    

    resulta na tabela< coluna<str> >

    e.nome
    sá
    jó
    pi

Se uma <tabela> possui apenas uma coluna, ela pode ser utilizada como uma lista.

• Exemplo:

  • A consulta

      select departamentos.nome
      from departamentos
      where departamentos.id in (
          select empregados.departamento
          from empregados
          where empregados.salário < 950
      )
    

    resulta na tabela< coluna<str> >

    departamentos.nome
    biologia
    letras

A negação de in é not in.

Funções de agregação

Para melhorar a legibilidade das consultas que incluem funções de agregação, nós daremos nomes fictícios às colunas resultantes com o auxílio da palavra-chave as.

count

Computa a quantidade de objetos não nulos da coluna escolhida. Um cuidado extra é requerido para usar count em tabelas provenientes de left join ou right join.

• Exemplos:

  • A consulta

      select count(empregados.id) as quantidade
      from empregados
      where empregados.salário > 900
    

    resulta na tabela< coluna<num> > de nome indeterminado

    quantidade
    3

  • A consulta

      select *
      from (
          select count(empregados.id) as quantidade
          from empregados
          where empregados.salário > 900
      ) resultado
    
    

    resulta na tabela< coluna<num> > cujo nome é resultado

    resultado.quantidade
    3

Caso não importe se a tabela tenha ou não objetos nulos, podemos utilizar count(*).

• Exemplo:

  • A consulta

      select *
      from (
          select count(*) as quantidade
          from empregados
          where empregados.salário > 900
      ) resultado
    

    resulta na tabela< coluna<num> >

    resultado.quantidade
    3

min e max

Computam respectivamente o mínimo e o máximo valor de uma coluna. Em colunas cujo tipo básico é str, a magnitude considerada é a ordem alfabética.

sum e avg

Funções utilizadas exclusivamente em colunas cujo tipo básico é num. Elas computam respectivamente a soma e a média dos valores da coluna.

group by

As funções de agregação normalmente são utilizadas para gerar tabelas com apenas uma linha.

• Exemplo:

  • A consulta

      select *
      from (
          select count(*) as quantidade, min(e.salário) as min_sal,
              max(e.salário) as max_sal, sum(e.salário) as sum_sal,
              avg(e.salário) as avg_sal
          from empregados e
      ) resultado
    

    resulta na tabela< coluna<num>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<num> >

    resultado.quantidade	resultado.min_sal	resultado.max_sal	resultado.sum_sal	resultado.avg_sal
    3	900	975	3750	937.5

Mas nós podemos utilizar group by para que os resultados das funções de agregação sejam computados em blocos isolados. Para isto, à exceção da coluna elegida para o group by, todas as outras colunas mencionadas na cláusula select devem gerar apenas uma linha, como é o caso das funções de agregação.

• Exemplo:

  • A consulta

      select *
      from (
          select e.departamento, count(*) as quantidade, min(e.salário) as min_sal,
              max(e.salário) as max_sal, sum(e.salário) as sum_sal,
              avg(e.salário) as avg_sal
          from empregados e
          group by e.departamento
      ) resultado
    

    resulta na

    tabela< coluna<num>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<num>, coluna<num> >

    resultado.departamento	resultado.quantidade	resultado.min_sal …
    3	1	900
    2	1	925
    1	2	950
    …resultado.max_sal	resultado.sum_sal	resultado.avg_sal
    900	900	900
    925	925	925
    975	1925	962.5

Links recomendados

• w3schools
• Wikipédia