Краткий курс SQL

В этой главе описывается история SQL и основные концепции языка. На базе материала строится следующая глава, посвященная использованию SQL в Post-greSQL. В частности, в ней изложены основные принципы работы реляционных баз данных, описаны объектно-реляционные расширения и структура команд SQL, а также приводится краткий обзор поддерживаемых в PostgreSQL типов данных, операторов и функций.

Знакомство с SQL

SQL (Structured Query Language) — мощный, универсальный и проверенный временем язык запросов к реляционным базам данных. История SQL восходит к научным разработкам компании IBM в 70-х годах. В нескольких ближайших разделах вы познакомитесь с историей языка SQL, его предшественниками и различными стандартами SQL, появившимися за эти годы.

Краткая история SQL

В 1970 году доктор Э. Ф. Кодд (Е. F. Codd) из компании IBM в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» дал формальное определение реляционной модели, образующей концептуальную основу SQL. Данная статья вызвала большой интерес как в плане общей приемлемости, так и в плане практических коммерческих приложений подобных систем.

В 1974 году компания IBM начала работу над проектом System/R. Группа под руководством Дональда Чемберлина (Donald Chamberlin) разработала язык SEQUEL (Structured English Query Language). В 1974-75 годах проект System/R был реализован в прототипе SEQUEL-XRM. Затем в 1976-77 годах проект был полностью переделан, в него была включена поддержка многотабличных и многопользовательских средств. Переработанная система сначала называлась «SEQUEL 2», а затем по соображениям авторских прав была переименована в «SQL».

В 1978 году началось доскональное тестирование системы. Оно наглядно продемонстрировало ее удобство и практическую полезность, в результате чего компания IBM начала разработку коммерческих SQL-продуктов, основанных на прототипе System R, включая SQL/DS (1981 год) и DB2 (1983 год).

Другие разработчики программного обеспечения также обратили внимание на растущую популярность реляционной модели и анонсировали свои продукты на базе SQL. К их числу относились СУБД Oracle, Sybase и Ingres (на базе проекта Ingres Калифорнийского университета в Беркли).

ПРИМЕЧАНИЕ

Как нетрудно догадаться по названию, СУБД PostgreSQL связана с Ingres. Обе СУБД происходят от проекта Ingres Калифорнийского университета.

Язык SQL и его предшественники

Язык SQL в значительной степени основан на реляционной алгебре и кортежно-реляционной модели. Реляционная алгебра, представленная Э. Ф. Коддомв 1972 году, определяет базовые принципы обработки синтаксиса SQL; это процедурный способ построения запросов, управляемых данными, который определяет способ достижения поставленной цели. С другой стороны, кортежно-реляционная модель использует декларативные выражения и определяет саму цель при обработке структурированных запросов.

Некоторые перечисленные ниже дополнительные возможности отделяют язык SQL от его предшественников, ограничивающихся простой реализацией отдельных аспектов реляционной алгебры или модели.

Поддержка вставки, модификации и удаления данных. Пользователям разрешается вставлять, удалять и обновлять записи, хранящиеся в базе данных. Математические операторы. В SQL используются математические операторы сложения, вычитания, умножения, деления, а также выражения вида (valuel * 5) + valueZ. Также поддерживаются операторы сравнения (например, values >= value4). Отображение данных. Пользователь может вывести связи, сгенерированные при обработке запроса. Присваивание. Пользователь может переименовать связь, сгенерированную при обработке запроса. Он не ограничен стандартным именем связи, производным от имени поля или функции (в зависимости от запроса). Агрегатные функции. Пользователь может группировать логически связанные записи и вычислять сводные показатели (среднее арифметическое, сумму, количество, максимальное или минимальное значение).

Стандарты SQL

В 1986 году язык SQL был стандартизирован Американским национальным институтом стандартов (ANSI), а в 1987 году появился стандарт Международной организации по стандартам (ISO). Стандарт ANSI/ISO был принят в качестве Федерального стандарта по обработке информации (FIPS) правительства США. В 1989 году был опубликован пересмотренный стандарт, который обычно обозначается сокращениями «SQL89» и «SQL1».

По некоторым причинам (отчасти из-за столкновения интересов фирм-разработчиков) стандарт SQL89 был намеренно оставлен незавершенным, а многие возможности были отнесены к разряду «определяемых при реализации». С целью укрепления стандарта комитет ANSI пересмотрел свою предыдущую работу, и в 1992 году был принят стандарт SQL92 (также называемый SQL2). В новом стандарте были исправлены некоторые недостатки SQL89 и намечены концептуальные особенности SQL, которые на тот момент превосходили возможности любых существующих реализаций РСУБД. Кстати, стандарт SQL92 был в шесть раз длиннее своего предшественника. Вследствие расхождений стандарта с текущей ситуацией авторы определили три уровня соответствия SQL92: начальное соответствие (минимальные улучшения в SQL89), промежуточное соответствие (реально достижимый набор принципиальных улучшений) и полное соответствие (стопроцентное выполнение всех положений SQL92).

Позднее, в 1999 году, в ANSI/ISO был опубликован стандарт SQL99, также называемый SQL3. В этом стандарте рассматривались некоторые нетривиальные аспекты современных SQL-систем, в том числе концепции объектно-реляционных баз данных, интерфейсы уровня вызова и обеспечение логической целостности. На смену уровням соответствия SQL92 пришли новые уровни: базовый и расширенный.

В настоящее время PostgreSQL соответствует большинству положений начального уровня стандарта SQL92, а также многим положениям промежуточного и полного уровней. У многих новых положений, появившихся в SQL99, существуют аналоги в области объектно-реляционных концепций PostgreSQL (массивы, функции и наследование).

Знакомство с реляционными базами данных

PostgreSQL относится к категории объектно-реляционных систем управления базами данных (ОРСУБД). Модель ОРСУБД представляет собой усовершенствование более традиционной модели реляционной системы управления базами данных (РСУБД). В РСУБД логически связанные данные хранятся в двумерных структурах, называемых таблицами. Данные могут состоять из элементов, относящихся к различным стандартным типам — целые и вещественные числа, символы, строки, дата/время. В таблице элементы данных образуют «решетку» из столбцов (полей) и строк (записей). Одной из главных особенностей реляционной модели является ее концептуальная простота, причем это может считаться как ее главным достоинством, так и главным недостатком.

Объектно-реляционная специфика PostgreSQL дополняет традиционную реляционную модель данных многочисленными усовершенствованиями. К их числу относится поддержка массивов (хранения нескольких элементов в одном поле), наследования (связей типа «предок—потомок» между таблицами) и функций (программных методов, вызываемых командами SQL). Для опытных программистов в PostgreSQL даже предусмотрены возможности расширения типов данных и использования процедурных языков.

Вследствие объектно-реляционной ориентации таблицы иногда называются классами, а записи и поля могут соответственно именоваться экземплярами (instances) и атрибутами (attributes). В книге эти термины считаются синонимами. Другие структуры данных SQL (такие, как индексы и представления) иногда называются объектами базы данных.

ПРИМЕЧАНИЕ

Учтите, что термин «объектно-реляционный» не является синонимом термина «объектно-ориентированный», характерного для многих современных языков программирования. Несмотря на поддержку ряда объектных усовершенствований, PostgreSQL все равно формально является реляционной системой управления базами данных (РСУБД).

Базы данных

Хотя РСУБД PostgreSQL часто называют просто «базой данных», этот термин часто приводит к недоразумениям. База данных PostgreSQL представляет собой объектно-реляционную реализацию того, что в стандарте SQL99 формально называется схемой (schema).

Проще говоря, базой данных называется совокупность логически связанных данных, хранящихся вместе. Обычно СУБД обеспечивает доступ к этим данным в многопользовательской среде. В PostgreSQL дело обстоит именно так, хотя доступ ограничивается системой четко определенных прав и ограничений.

PostgreSQL может одновременно предоставлять доступ к нескольким базам данных, у каждой из которых имеется свой владелец, свои таблицы, представления, индексы и функции.

Чтобы создать таблицу, функцию или любой другой объект базы данных, вы подключаетесь к конкретной базе данных при помощи клиента PostgreSQL. После подключения создается объект, принадлежащий этой базе данных и недоступный для всех остальных баз данных (хотя клиент может одновременно открыть несколько подключений к разным базам).

Жесткая изоляция основных объектов данных в базах данных снижает опасность возникновения конфликтов имен при выборе имени, ранее зарезервированного для другой цели (например, если два пользователя захотят создать таблицу с именем products для двух разных целей). Это связано с тем, что ни одна база данных не располагает информацией о компонентах других баз и не пытается устанавливать с ними какие-либо логические связи. Более того, это правило распространяется и на объекты данных объектно-реляционных баз, поэтому созданные пользователем функции и языковые определения недоступны для других пользователей, подключающихся к другим базам данных через PostgreSQL.

По умолчанию PostgreSQL создает только одну рабочую базу данных с именем template 1. Любая база данных, созданная после template 1, фактически является ее клоном и наследует от прототипа все характеристики и объекты, включая структуру таблиц, функции, языки и т. д. Для новых пользователей PostgreSQL нередко создается стандартная база данных с именем, соответствующим имени пользователя PostgreSQL, поскольку если при подключении пользователя имя базы данных не указано, PostgreSQL по умолчанию в качестве имени базы данных подставляет имя пользователя.

Таблицы

Данный раздел посвящен таблицам — одному из важнейших элементов SQL. Таблицы необходимо знать во всех подробностях, поскольку именно в таблицах хранятся все данные. Хорошее знание логической структуры таблиц является обязательным условием правильного планирования и проектирования структур данных SQL и всех программных функций, обеспечивающих доступ к этим данным.

Таблица состоит из строк (записей) и столбцов (полей), пересечения которых называются элементами данных. В электронных таблицах (например, в Excel) элементам данных соответствуют ячейки таблицы. Столбец определяет имя и тип данных, хранящихся в соответствующем элементе данных записи. Каждая запись (строка таблицы) состоит из элементов данных, описываемых именем и типом соответствующего столбца. Таким образом, каждый элемент данных в записи косвенно связан со всеми остальными элементами этой записи. В определенном смысле поле можно рассматривать как описание отдельного элемента записи, а каждую запись — как совокупность данных, удовлетворяющих этим описаниям.

В табл. 3.1 приведено описание структуры простой таблицы books. Ссылки на эту таблицу будут неоднократно встречаться в дальнейших примерах. В каждой записи таблицы хранится информация об отдельной книге: числовой код книги, название, код автора и код темы. Эти характеристики описываются полями 1 d, ti tl e, authoMd и subjected (слева направо).

Таблица 3.1. Пример таблицы SQL

id	title	authorjd	subjected
7808	The Shining	4156	9
156	The Tell-Tale Heart	15	9
4513	Dune	1866	15
4267	2001: A Space Odyssey	2001	15
1608	The Cat in the Hat	1809	2
1590	Bartholomew and the Oobleck	1809	2

Таблица состоит из четырех столбцов, следующих слева направо в фиксированном порядке. В настоящий момент она содержит шесть записей, также иногда называемых кортежами (tuples). Обратите внимание на очень важное обстоятельство: несмотря на фиксированный порядок столбцов в реляционной базе данных, записи хранятся в произвольном порядке. Как будет показано при описании структуры запросов SQL в главе 4, в SQL существуют средства для упорядочивания записей при выборке, но автоматическое упорядочение записей в самой базе не производится. Если в запросе SQL записи должны следовать в определенном порядке, вы должны явно включить в запрос соответствующую секцию.

Каждая таблица содержит минимум один столбец, однако таблица может не содержать ни одной записи. Каждый вертикальный столбец соответствует фиксированному атрибуту данных, представленных в таблице (как, например, столбец title в таблице books из приведенного выше примера). Без столбцов содержимое соответствующего элемента данных становится неопределенным, тогда как без записей в таблице просто отсутствуют данные. В PostgreSQL 7.1 таблица может содержать до 1600 столбцов и неограниченное количество записей (точнее, ограниченное только аппаратными факторами — например, объемом свободного дискового пространства).

В табл. 3.1 имена столбцов наглядно характеризуют смысл хранящихся в них данных. Впрочем, они выбираются более или менее произвольно, поэтому в процессе планирования имен в таблицах следует помнить о предотвращении возможных конфликтов имен.

Хотя на первый взгляд это и не очевидно, каждый столбец таблицы характеризуется определенным типом данных. Тип данных не только помогает лучше описать информацию, хранящуюся в столбце, но и ограничивает его содержимое. Например, столбец author_id имеет тип Integer; это означает, что любая попытка вставки записи, у которой в этом столбце не находится целое число (например, ПОа), завершится неудачей. Типы данных столбцов подробно описаны в разделе «Типы данных».

В этом разделе были представлены общие принципы логической организации данных в реляционных базах и таблицах. В следующем разделе объясняется, почему все операции с базой осуществляются при помощи команд SQL.

Команды SQL

Любая концептуальная информация о реляционных базах данных и таблицах приносит пользу лишь в том случае, если вы знаете, как организовать взаимодействие с данными. Язык SQL состоит из структурированных команд, предназначенных для добавления, модификации и удаления данных из базы. Эти команды образуют основу для взаимодействия с сервером PostgreSQL

Этот раздел посвящен «анатомии» команд SQL. В нем рассматриваются структурные компоненты команд, описываются функции каждого компонента и их взаимные связи. Стандартный клиент командной строки PostgreSQL, psql, выводит результаты выполнения команд в приведенных примерах.

Большинство примеров команд SQL относится к базе данных booktown. Весь вывод psql снабжается префиксом вида booktown=#

В некоторых примерах используется тестовая база данных testdb. По умолчанию в приглашении psql выводится только имя базы данных и символы =#, означающие, что система готова к вводу новой команды (хотя вы увидите, что символ = динамически изменяется по мере отслеживания состояния входных данных SQL). В книге это приглашение приводится вместе с входными и выходными данными SQL, чтобы вам было проще освоиться с выводом клиента psql.

Клиент psql подробно описан в главе 4. Здесь он упоминается лишь для пояснения стиля примеров команд SQL.

ПРИМЕЧАНИЕ

Схема базы данных booktown (вместе с примерами записей) находится в файле booktown.sql на компакт-диске. Чтобы установить эту базу данных, введите в приглашении командной строки команду psql -U postgres template! -f /mnt/cdrom/booktown.sql, где /mnt/cdrom — путь к смонтированному компакт-диску, a postgres — имя суперпользователя PostgreSQL.

Анатомия команд SQL

Команды SQL всегда начинаются с действия (verb) — слова или группы слов, описывающих выполняемую операцию. Кроме того, команда SQL обычно содержит одну или несколько секций, уточняющих ее смысл. В табл. 3.2 перечислены основные действия SQL.

Таблица 3.2. Основные действия PostgreSQL

Действие	Описание
CREATE DATABASE	Создание новой базы данных
CREATE INDEX	Создание нового индекса для столбца таблицы
CREATE SEQUENCE	Создание новой последовательности в существующей базе данных
CREATE TABLE	Создание новой таблицы в существующей базе данных
CREATE TRIGGER	Создание нового определения триггера
CREATE VIEW	Создание нового представления для существующей таблицы
SELECT	Выборка записей из таблицы
INSERT	Вставка одной или нескольких новых записей в таблицу
UPDATE	Модификация данных в существующих записях
DELETE	Удаление существующих записей из таблицы
DROP DATABASE	Уничтожение существующей базы данных
DROP INDEX	Удаление индекса столбца из существующей таблицы
DROP SEQUENCE	Уничтожение существующего генератора последовательности
DROP TABLE	Уничтожение существующей таблицы
DROP TRIGGER	Уничтожение существующего определения триггера
DROP VIEW	Уничтожение существующего представления
CREATE USER	Создание в системе новой учетной записи пользователя PostgreSQL
ALTER USER	Модификация существующей учетной записи пользователя PostgreSQL
DROP USER	Удаление существующей учетной записи пользователя PostgreSQL
GRANT	Предоставление прав доступа к объекту базы данных
REVOKE	Лишение прав доступа к объекту базы данных
CREATE FUNCTION	Создание новой функции SQL в базе данных
CREATE LANGUAGE	Создание нового определения языка в базе данных
CREATE OPERATOR	Создание нового оператора SQL в базе данных
CREATE TYPE	Создание нового типа данных SQL в базе данных

Несмотря на явное сходство с языками программирования, разработчики поставили целью сделать язык SQL по возможности удобным и наглядным. В результате команды SQL часто напоминают простые предложения на английском языке. В отличие от обычных языков программирования, команды SQL указывают серверу, какие данные требуется найти, но не сообщают, как это должно происходить. В результате хорошо написанный запрос SQL читается почти так же легко, как обычное предложение.

ПРИМЕЧАНИЕ

В учебниках SQL термины «команда» и «запрос» часто считаются эквивалентными. В этой книге термин «запрос» используется только по отношению к командам, возвращающим данные (например, SELECT), а не к общим командам SQL, которые также могут создавать и модифицировать данные.

Во внутреннем представлении PostgreSQL структурированные команды SQL интерпретируются в виде последовательности лексем, обычно разделяемых пропусками (пробелами или символами новой строки вне парных ограничителей), хотя некоторые лексемы могут следовать без пропусков, если это не вызывает неоднозначной интеопоетапии (например, опепатопы могут стоять вплотную к идеитификаторам). В данном контексте лексемой считается слово или символ, осмысленно идентифицируемый сервером в процессе разбора (интерпретации) команды SQL.

С технической точки зрения каждая лексема может быть ключевым словом, идентификатором, защищенным идентификатором, константой (также встречается термин «литерал») или одним из специальных символов. К категории ключевых слов PostgreSQL относит слова, имеющие заранее определенный смысл в контексте SQL или PostgreSQL — действия, секции, имена функций и некоторые необязательные составляющие команд SQL (как, например, слово WORK в команде COMMIT). Идентификаторы представляют имена переменных для таблиц, столбцов и других объектов баз данных.

Ключевые слова и идентификаторы относятся к внутренним функциям, значениям и записям, смысл которых определяется PostgreSQL С другой стороны, константы описывают данные, интерпретируемые буквально (например, числа или символьные строки).

Наконец, команды SQL могут содержать специальные символы. К этой категории относятся зарезервированные символы (круглые и квадратные скобки, точка с запятой), влияющие на смысл и расположение ключевых слов, идентификаторов и литералов. Специальные символы можно рассматривать как своего рода «знаки препинания» в командах SQL.

Операторы также относятся к категории специальных символов и используются для применения логических или математических операций между данными (литеральными или представленными в виде идентификаторов). Обычно операторы содержат от одного до четырех символов.

В нескольких ближайших подразделах эти базовые компоненты SQL описываются более подробно.

Форматирование команд SQL

Как упоминалось в предыдущем подразделе, команды SQL состоят из последовательности элементов — лексем. Менее очевиден тот факт, что лексемы могут находиться в одной или нескольких строках, поскольку модуль лексического разбора PostgreSQL игнорирует лишние пропуски (в том числе разрывы строк).

В листинге 3.1 приведена команда SQL, которая в первом случае задана в одной строке, а во втором повторяется с разбивкой на несколько строк. Оба варианта команды SELECT выводят все содержимое таблицы my_list.

Листинг 3.1. Пробелы и переводы строк

testdb-* SELECT * FROM mylist;

todos
---------------------------------------

Pick up laundry. Send out bills.

Wrap up Grand Unifying Theory for publication.

(3 rows)

testdb-# SELECT * testdb-* FROM

testdb-# mylist;

todos
--------------------------------------

Pick up laundry. Send out bills.

Wrap up Grand Unifying Theory for publication.

(3 rows)

В листинге 3.1 лексемы второй команды разделены дополнительными пробелами и символами новой строки. Как видно из полученных результатов, PostgreSQL игнорирует лишние пробелы и разрывы строк, вследствие чего команды являются синтаксически эквивалентными. Вы можете воспользоваться этим фактом и разбить длинную команду SQL на несколько строк, чтобы упростить ее чтение. Для таких простых команд, как в листинге 3.1, это не нужно, но разбиение пригодится при работе со сложными командами SQL с многочисленными секциями, выражениями и условиями. В книге периодически встречаются примеры, в которых команда разбивается на несколько строк с комментариями к каждой части.

Ключевые слова и идентификаторы

Ключевыми словами называются зарезервированные термины SQL, имеющие особый синтаксический смысл для сервера (INSERT, UPDATE, SELECT, DELETE и т. д.).

Каждая команда SQL начинается с ключевого слова, хотя многие ключевые слова сами по себе не являются законченными командами. Например, конструкция INSERT INTO является действительной командой SQL, а слово INTO является зарезервированным ключевым словом. Но как нетрудно предположить, слово INTO не имеет смысла вне контекста.

Идентификаторы, как упоминалось выше, представляют собой имена переменных для ссылки на объекты базы данных. Имена идентификаторов произвольно назначаются при создании базы данных. В PostgreSQL идентификаторы могут связываться с базами данных, таблицами, полями, индексами, представлениями, последовательностями, правилами, триггерами и функциями.

В листинге 3.2 в простую таблицу states включается запись, состоящая из трех полей.

Листинг 3.2. Ключевые слова и команды

booktown=# INSERT INTO states VALUES (33, 'Oregon', 'OR');

INSERT 3389701 1

В листинге 3.2 команда SQL INSERT INTO содержит ключевые слова SQL INSERT, INTO и VALUES.

Команда INSERT INTO модифицирует таблицу, заданную идентификатором states. В данном случае модификация сводится к вставке новой записи.

Защищенные идентификаторы

Хотя обычно это и не требуется, идентификаторы могут заключаться в кавычки, указывающие на их буквальную интерпретацию. Например, просмотр всех полей таблицы с именем states обычно производится следующей простой командой:

booktown=# SELECT * FROM states;

id | name | abbreviation
---+-------+---------------

33|Oregon|OR

42| Washington | WA

(2 rows)

Команда содержит ключевые слова SELECT и FROM, а также идентификаторы * (обозначение всех полей) и states (имя таблицы). Команда производит выборку всех полей таблицы states и выводит все ее содержимое.

Аналогичного эффекта можно добиться, заключив идентификатор в кавычки:

booktown=# SELECT * FROM "states";

id | name I abbreviation

33 | Oregon | OR 42 | Washington | WA (2 rows)

Как показывает этот пример, применение кавычек к идентификаторам, записанным символами нижнего регистра, ни на что не влияет. Однако попытка защитить идентификатор stAtes в следующей команде приводит к неудаче:

booktown=# SELECT * FROM "stAtes";

ERROR: Relation 'stAtes' does not exist

Дело в том, что команда приказывает PostgreSQL найти таблицу с именем stAtes (вместо states). Другими словами, заключая идентификатор в кавычки, мы требуем, чтобы интерпретатор PostgreSQL интерпретировал его буквально.

Все незащищенные идентификаторы преобразуются к нижнему регистру. Любая смешанная комбинация символов разных регистров (stAtEs, STATES) при отсутствии кавычек перед выполнением команды автоматически приводится к виду states.

ПРИМЕЧАНИЕ

Преобразование незащищенных идентификаторов к нижнему регистру является отличительной особенностью PostgreSQL. В соответствии со стандартом SQL92 незащищенные идентификаторы должны преобразовываться к верхнему регистру. По историческим причинам, а также для удобства чтения PostgreSQL не выполняет требования данной части стандарта SQL92. Это обстоятельство особенно важно для администраторов баз данных, знакомых с другими продуктами SQL, в которых идентификаторы автоматически преобразуются к верхнему регистру (например, Oracle). Чтобы ваши приложения легко адаптировались для других платформ, помните о проблеме регистра во избежание конфликтов.

Модуль лексического разбора нормально воспринимает команды, записанные в смешанном регистре (при условии правильности их синтаксиса). Тем не менее к выбору регистра символов при записи программ следует относиться внимательно, поскольку смена регистра символов при оформлении программы может как упростить, так и затруднить чтение большого объема кода SQL.

В этой книге идентификаторы записываются символами нижнего регистра, а ключевые слова — верхнего. Визуальное отделение фиксированных системных синтаксических элементов от пользовательских объектов данных значительно упрощает чтение и понимание сложных команд SQL.

Обязательная защита идентификаторов

Идентификаторы обязательно должны заключаться в кавычки только в двух случаях: если идентификатор объекта базы данных совпадает с ключевым словом или в его имени присутствует хотя бы одна прописная буква. В любом из этих случаев идентификатор должен защищаться как при создании объекта, так и при последующих ссылках на него в командах SELECT, DELETE или UPDATE и т. д.

Если не заключить в кавычки идентификатор, совпадающий с ключевым словом, PostgreSQL выдаст сообщение об ошибке, поскольку идентификатор интерпретируется как ключевое слово. Допустим, имеется таблица с именем select. При попытке обратиться к ней со следующим запросом вы получите сообщение об ошибке:

testdb=# SELECT * FROM select

ERROR: parser: parse error at or near "select"

Как показывает этот пример, запрос к незащищенному идентификатору таблицы select приводит к ошибке. Чтобы идентификатор select воспринимался как имя таблицы, а не как ключевое слово, его необходимо заключить в кавычки. Таким образом, правильный запрос к таблице с именем sel ect должен выглядеть так:

testdb=# SELECT * FROM "select";

selected

52 105 (4 rows)

Аналогично следует поступать и с идентификаторами, содержащими хотя бы один символ верхнего регистра. Например, если вы по какой-либо причине создали таблицу с именем ProDucts (обратите внимание на прописные буквы Р и D) и теперь хотите ее уничтожить (еще бы, с таким именем!), идентификатор также следует заключить в кавычки:

D0oktown=# DROP TABLE ProDucts;
iRROR: table "products" does not exist
booktown=# DROP TABLE "ProDucts";
DROP

Защита идентификаторов иногда бывает чрезвычайно полезной, даже если вы зсегда создаете объекты базы данных только с «правильными» именами. Наприпер, при импортировании данных через внешнее соединение ODBC (например, is Microsoft Access) имена созданных таблиц могут быть записаны символами верх-iero регистра. Без защиты идентификаторов вам не удастся использовать такие габлицы в программе.

Структура имен идентификаторов

Максимальная длина ключевых слов и идентификаторов PostgreSQL равна 31 симюлу. В процессе лексического разбора все ключевые слова и идентификаторы большей длины автоматически усекаются. Идентификаторы начинаются с любой буквы английского алфавита (a-z) или с символа подчеркивания, далее следует фоизвольное сочетание букв, цифр (0-9) и символов подчеркивания. Ключевые лова не могут начинаться или завершаться символом подчеркивания, но для имен щентификаторов это разрешено. Ни ключевые слова, ни идентификаторы не могут начинаться с цифры.

Выше в пункте «Обязательная защита идентификаторов» было показано, что включение идентификатора в кавычки позволяет «преодолеть» правило игнорирования регистра символов. То же относится и к правилу, согласно которому иденификатор не может начинаться с цифры. Хотя без кавычек PostgreSQL не позволит создать таблицу с именем lst_bent_rul e, в кавычках это имя становится приемлемым.

В листинге 3.3 первая команда пытается создать таблицу с недопустимым именем, после чего вторая команда преодолевает это ограничение при помощи кавычек.

Листинг 3.3. Преодоление ограничений

booktown=# CREATE TABLE lst_bent_rule (rule_name text);

ERROR: parser: parse error at or near "1"

booktown=# CREATE TABLE "lst_bent_rule" (rule_name text);

CREATE

Более того, имена таблиц могут содержать некоторые символы, которые обычно считаются недопустимыми (например, пробелы или амперсанды, хотя присутствие кавычек, разумеется, запрещено). Хотя стандарт ANSI/ISO SQL не позволяет создавать идентификаторы с именами, совпадающими с ключевыми словами SQL, PostgreSQL (как и ряд других реализаций SQL) достаточно либерально относится к этому ограничению.— такие имена допустимы, но они должны заключаться в кавычки.

Защита идентификаторов при помощи кавычек выручает во многих нестандартных ситуациях, но если вы хотите, чтобы ваши команды SQL были стандартными и хорошо адаптировались для других платформ, старайтесь по возможности придерживаться стандартов ANSI/ISO.

Константы

При работе с базами данных многие объекты хранятся на диске, а для обращения к ним используются идентификаторы (имена таблиц, полей и функций). Однако неизбежно настанет момент, когда в систему потребуется передать новые данные — например, при вставке новых записей, при формировании секций с критериями удаления или модификации или при вычислениях на базе существующих записей. Такие данные передаются в виде констант, также иногда называемых «литералами». Константы предназначены для «буквального» представления данных в командах SQL (вместо ссылки на них по идентификатору).

Константы с косвенной типизацией автоматически распознаются модулем лексического разбора PostgreSQL по их синтаксису. В PostgreSQL поддерживаются пять вариатнов констант с косвенной типизацией:

строковые константы; битовые последовательности; целочисленные константы; вещественные константы; логические константы.

Строковые константы

Строковая константа представляет собой произвольную последовательность символов, заключенную в апострофы. Строковые константы часто используются при вставке новых данных в таблицу и при передаче символьной информации другим

объектам базы данных. Ниже приведен пример использования строковых констант при обновлении имен и фамилий таблицы authors базы данных booktown:

booktown=# SELECT * FROM authors;

id | lastjiame | firstjiame

1809 Geisel | Theodor Seuss

1111 | Denham | Ariel

15990 | Bourgeois | Paulette

25041 | Bianco | Margery Williams

16 | Alcott I Luoisa May

115 | Рое | Edgar Allen

(6 rows)

Из результатов запроса видно, что поле firstjiame с кодом id=16, Louisa May, было ошибочно записано в виде Luoi sa May. Ошибка исправляется командой UPDATE со строковой константой, приведенной в листинге 3.4.

Листинг 3.4. Использование строковых констант

booktown=# UPDATE authors

booktown-# SET firstjiame = 'Louisa May'

booktown-l WHERE firstjiame = 'Luoisa May'

UPDATE 1

booktown-# SELECT * FROM authors;

id | lastjiame | firstjiame

1809 | Geisel | Theodor Seuss

1111 | Denham | Ariel 15990 | Bourgeois | Paulette

25041 | Bianco j Margery Williams

115 I Poe I Edgar Allen

16 j Alcott I Louisa May

(6 rows)

Команда UPDATE в листинге 3.4 использует строковые константы Louisa May и Luoisa May в сочетании с ключевыми словами SET и WHERE. Как видно из результатов запроса, команда обновляет содержимое таблицы, заданной идентификатором authors, и исправляет опечатку.

Тот факт, что строковые константы заключаются между апострофами, порождает очевидную семантическую проблему: если в самой последовательности символов встречается апостроф, граница строковой константы будет определена неверно. Чтобы экранировать апостроф в строке (то есть обеспечить его интерпретацию как литерала), следует поставить два апострофа подряд. Модуль лексического анализа воспринимает удвоенный апостроф в строковой константе как один апостроф-литерал. PostgreSQL также позволяет экранировать апострофы обратной косой чертой, в стиле языка С:

testdb=# SELECT 'PostgreSQL"s great!' AS example;

example

PostgreSQL's great! (1 row)

booktown=# SELECT 'PostgreSQLN's

С-style slashes are great!' AS example;

example

PostgreSQL's C-style slashes are great!

(1 row)

В PostgreSQL также поддерживаются служебные последовательности языка С, перечисленные в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Служебные последовательности PostareSQL в стиле С

Последовательность	Описание
\\	Обратная косая черта (литерал)
V	Апостроф (литерал)
\Ь	Забой
\f	Подача листа
\п	Новая строка
\г	Возврат курсора
\t	Табуляция
\ххх	ASCII-символ с восьмеричным кодом ххх

ВНИМАНИЕ

Вследствие того что обратная косая черта имеет особый смысл (см. табл. 3.3), при включении в строку этот символ обязательно экранируется другой косой чертой (например, в строке 'A single backslash is: \\' двойной символ обратной косой черты преобразуется в один).

Если две строковые константы PostgreSQL разделены промежутком, в который входит хотя бы один символ новой строки, они объединяются в одну строковую константу. Пример приведен в листинге 3.5.

Листинг 3.5. Разбиение строковых констант

booktown=# SELECT 'book'

booktown-#

booktown-# 'end' AS example;

example

bookend (1 row)

booktown=# SELECT 'bookend' AS example;

example

bookend

(1 row)

Обе команды имеют эквивалентную семантику. Тем не менее фрагменты должны разделяться хотя бы одним разрывом строки, а при попытке разделить их только пробелами PostgreSQL выдает сообщение об ошибке:

booktown=# SELECT 'book' 'end' AS example;

ERROR: parser: parse error at or near .....

Дело в том, что без разрыва строки PostgreSQL считает, что вы ссылаетесь на две отдельные константы. Объединение двух строковых констант в одной строке выполняется оператором конкатенации 11, описанным в главе 5:

booktown=# SELECT 'book.' || 'end1 AS example; example

bookend (1 row)

Битовые последовательности

Битовые последовательности предназначены для представления двоичных величин в виде произвольной последовательности нулей и единиц. Как и строковые константы, битовые последовательности заключаются в апострофы, но начинаются с обязательного префикса В (в верхнем или нижнем регистре). По наличию этого символа PostgreSQL определяет, что строка является битовой последовательностью, а не обычной символьной строкой.

В соответствии с синтаксисом PostgreSQL открывающий апостроф должен следовать сразу же после префикса В, а битовая последовательность не может содержать других символов, кроме 0 и 1. Внутренние пробелы в битовых последовательностях запрещены, но допускается их разбиение по аналогии с обычными строковыми константами (см. выше пункт «Строковые константы).

Битовые строки обычно требуются только при работе с двоичными функциями и таблицами, содержащими двоичные данные. В листинге 3.6 продемонстрирована вставка битовой последовательности в таблицу. Сначала двоичное представление байта сохраняется в таблице my_bytes, а затем результат операции проверяется простым запросом.

Листинг 3.6. Использование битовых последовательностей

testdiH* INSERT INTO my_bytes VALUES (B'OOOOOOOO'):

testdb=# SELECT my_byte FROM my_bytes:

my_byte

10000000

10000001

10000101

11111111

00000000

(5 rows)

Целочисленные константы

Целочисленные константы используются гораздо чаще, чем битовые последовательности. В PostgreSQL целочисленной константой считается любая лексема, состоящая из цифр (без десятичной точки) и не заключенная в апострофы. Интервал допустимых значений целочисленных констант зависит в основном от контекста, но в PostgreSQL по умолчанию целочисленный тип представляется четырьмя байтами и принимает значения из интервала от -2 147 483 648 до 2 147 483 647.

Целочисленные константы часто встречаются в математических операциях, а также в командах SQL, содержащих ссылки на поля целочисленного типа. В листинге 3.7 целочисленные константы используются для обновления кода автора командой UPDATE.

Вспомните таблицу authors, которая устанавливает соответствие между числовым кодом автора и двумя строками, представляющими его имя и фамилию. Допустим, из каких-то административных соображений было решено, что все коды авторов, меньшие 100, нужно увеличить до 100 и выше.

Внесение исправлений начинается с поиска записей, у которых поле id удовлетворяет данному условию. Для этого в команду SELECT включается секция WHERE с целочисленной константой, используемой при проверке условия «меньше».

Листинг 3.7. Использование целочисленных констант

booktown=# SELECT * FROM

authors WHERE id < 100;

id | lastjiame | firstjiame

16 | Alcott | Louisa May (1 row)

booktown=# SELECT * FROM authors WHERE id = 100:

id | lastjiame | firstjiame

(0 rows)

booktown=# UPDATE authors

booktown-* SET id = 116

booktown-tf WHERE id = 16:

UPDATE 1

booktown=# SELECT * FROM authors WHERE id = 116:

id | last_name firstjiame

116 | Alcott | Louisa May (1 row)

В листинге 3.7 секция WHERE команды SELECT сравнивает идентификатор поля id с целочисленной константой 100. Результат состоит из одной записи. После обнаружения записи с недопустимым значением id вводится вторая команда SELECT, которая проверяет, существуют ли в таблице записи с кодом i d=116. Мы убеждаемся в том, что код 116 не задействован в таблице authors, поскольку значения в поле id должны быть уникальными. Операция завершается командой UPDATE, также содержащей целочисленные константы в секциях SET и WHERE.

Вещественные константы

Вещественные константы обладают определенным сходством с целочисленными константами, но используются для представления не только целых, но и дробных величин.

Существует несколько форматов представления вещественных констант, представленных в табл. 3.4. Запись ## означает одну или несколько цифр.

Таблица 3.4. Представление величин с плавающей точкой

Представление	Пример
##.##	6.4
##e[+-]##	8е-8
[##].##[e[+-]##]	.04e8
##.[##][e[+-]##]	4e.5

В первом формате до десятичной точки и после нее должна стоять хотя бы одна цифра. Это необходимо для того, чтобы модуль лексического анализа PostgreSQL опознал значение как вещественную, а не целочисленную константу. В других форматах хотя бы одна цифра должна стоять до или после экспоненты, обозначенной буквой е. Наличие десятичной точки и/или экспоненты отличает вещественные константы от целочисленных.

В листинге 3.8 использование всех вещественных форматов продемонстрировано на примере простой команды SQL SELECT.

Листинг 3.8. Допустимые вещественные значения

booktown=# SELECT .04 AS small_float.

booktown-# -16.63 AS negative_float,

booktown-# 4e3 AS exponent!al_float,

booktown-# 6.1e2 AS negative_exponent:

small_float | negative_float |

exponential__float | negative_exponent

0.04 -16.63 4000 | 0.061

(1 row)

Логические константы

Логические (булевы) константы гораздо проще всех остальных типов констант PostgreSQL, поскольку они принимают всего два допустимых значения: true и false. Встретив любое из этих значений, не заключенное в апострофы, PostgreSQL интерпретирует его как логическую константу. Пример показан в листинге 3.9.

Листинг 3.9. Различия между true и 'true'

testdb=# SELECT true AS boolean_t. testdb-# 'true' AS string_t,

testdb-# false AS boolean_f,

testdb-# 'false' AS string_f;

boo1_t | string_t | bool_f | string_f

t | true | f | false

(1 row)

Как показано в листинге 3.9, PostgreSQL выводит значения логического типа в виде t или f, однако это вовсе не означает, что символы t и f могут использоваться в качестве логических констант. PostgreSQL не сможет правильно интерпретировать их, что приведет к ошибке.

Специальные символы

Специальные символы имеют особое синтаксическое значение в PostgreSQL. По этой причине они обычно не могут использоваться в идентификаторах, хотя, как упоминалось выше в пункте «Защищенные идентификаторы» подраздела «Ключевые слова и идентификаторы», данное ограничение обычно удается обойти при помощи кавычек.

Синтаксические символы

Некоторые специальные символы выполняют в командах SQL примерно те же функции, что и знаки препинания в английском языке. В табл. 3.5 перечислены основные синтаксические символы PostgreSQL.

Таблица 3.5. Синтаксические символы

Символ	Определение
* (звездочка)	Выборка всех полей таблицы в команде SELECT, а также подсчет всех записей в агрегатной функции count ()
( ) (круглые скобки)	Группировка выражений, изменение приоритета операторов и вызов функций. Смысл круглых скобок в значительной степени зависит от контекста
[ ] (квадратные скобки)	Выборка конкретного элемента массива или объявление типа массива (например, в команде CREATE TABLE)
: (точка с запятой)	Признак завершения команды SQL. Внутри команд может использоваться только в строковых константах и защищенных идентификаторах
. (запятая)	Разделитель элементов в списке
. (точка)	Десятичный разделитель в вещественных константах (например, 3.1415), а также квалификатор имен полей (например, table name. column name)
: (двоеточие)	Определение срезов (slices) в массивах
$ (знак доллара)	Обозначение позиционного параметра в определении функции

Операторы

Другую категорию специальных символов составляют операторы, предназначенные для выполнения различных операций с идентификаторами или константами. Операторы могут использоваться как для математических вычислений (сложение, вычитание и т. д.), так и для сравнения и логических операций.

Вернемся к таблице books и ее числовому полю author_id. Вспомните, что в этом поле хранится целочисленный код, определяющий автора книги. Теперь представьте, что вследствие модификации системы все коды авторов должны быть увеличены на 1500. Задача решается командой UPDATE и выполнением операции с полем author_id. При этом используется оператор сложения (+). Пример приведен в листинге 3.10.

Листинг 3.10. Операторы в командах SQL

booktown=# SELECT * FROM books;

id | title author_id | subject_id

7808 | The Shining |4156 | 9

156 | The Tell-Tale Heart| 15| 9

4513 | Dune |1866 |15

4267 | 2001: A Space Odyssey| 2001| 15

1608 | The Cat in the Hat |1809| 2

1590 | Bartholomew and the Oobleck |1809| 2

(6 rows)

booktown=# UPDATE books SET author_id = author _id + 1500;

UPDATE 6

booktown=# SELECT * FROM books;

id title | author_id | subject_id

7808 | The Shining | 5656 | 9

156 | The Tell-Tale Heart 1515| 9

4513| Dune 3366 | 15

4267 | 2001; A Space Odyssey 3501 | 15

1608 | The Cat in the Hat | 3309 |2

1590 | Bartholomew and the Oobleck | 3309 | 2

Как видно из листинга 3.10, выполнение операции сложения с предыдущим значением поля author_id приводит к модификации этого поля во всех записях таблицы.

Вероятно, вы уже знакомы с основными математическими операторами: + (суммирование двух числовых величин), - (вычитание) и т. д. Существуют и другие, более экзотические операторы — например, поразрядные операторы & и |, которые модифицируют значения на уровне двоичного представления.

Некоторые ключевые слова SQL также часто относятся к категории операторов. В первую очередь это логические операторы AND, OR и NOT. Формально являясь ключевыми словами, они причисляются к операторам, поскольку предназначаются для выполнения операций с константами и идентификаторами.

Основные операторы PostgreSQL перечислены в табл. 3.6.

Таблица 3.6. Основные операторы PostgreSQL

Оператор	Определение
Математические операторы
+	Сложение двух чисел
-	Вычисление разности двух чисел
/	Вычисление частного от деления двух чисел
*	Умножение двух чисел
!	Факториал целого числа
§	Модуль (абсолютное значение) числа
Операторы сравнения
=	Проверка эквивалентности двух величин
<	Проверка условия «первое число меньше второго»
>	Проверка условия «первое число больше второго»
~	Поиск совпадения регулярного выражения в тексте
Логические операторы
NOT	Логическое отрицание
AND	Логическая конъюнкция (true, если оба логических операнда равны true)
OR	Логическая дизъюнкция (true, если хотя бы один из логических операндов равен true)

Смысл многих операторов может изменяться в зависимости от контекста, но оператор = играет особенно важную роль в секции SET команды UPDATE.

Хотя в большинстве выражений оператор = требуется для проверки эквивалентности двух величин, в сочетании с идентификатором в секции SET команды UPDATE он становится оператором присваивания и используется для присваивания нового значения существующему идентификатору.

За дополнительной информацией об операторах обращайтесь к разделу «Операторы» в главе 5.

Комментарием называется

Комментарием называется фрагмент обычного текста, оформленный специальным образом и внедренный в код SQL. Комментарии не влияют на выполнение программы, поскольку PostgreSQL удаляет их из входного потока и интерпретирует как обычные пропуски. Существует две разновидности комментариев: однострочные и многострочные.
Однострочные комментарии начинаются с двух дефисов (- -) и либо находятся в отдельной строке, либо следуют за лексемами SQL (модуль лексического разбора PostgreSQL не считает комментарии лексемами, а все символы, следующие за последовательностью --, интерпретирует как пропуски). Пример однострочного комментария приведен в листинге 3.11.
Листинг 3.11. Однострочные комментарии
testdb=# SELECT 'Test1 -- This can follow valid SQL tokens.
testdb-# -- or be on a line of its own. testdb-#
AS example; example
Test
(1 row)
Многострочные комментарии начинаются с последовательности /* и завершаются последовательностью */. Такой способ оформления комментариев хорошо знаком программистам С, но между интерпретатором PostgreSQL и компилятором С существует одно принципиальное отличие: комментарии PostgreSQL могут быть вложенными. Иначе говоря, если внутри многострочного комментария имеется другой многострочный комментарий, то закрывающая последовательность */ внутреннего комментария не закрывает внешний комментарий. Пример многострочного комментария приведен в листинге 3.12.
Листинг 3.12. Многострочные комментарии
testdb=# SELECT 'Multi /* This comment extends across
testdb-# * numerous lines, and can be
testdb-# * /* nested safely */ */
testdb-# | '-test' AS example; example
Multi-test (1 row)
Допустим, имеется файл с кодом SQL, в котором необходимо закомментировать большой фрагмент и передать остаток PostgreSQL для интерпретации и выполнения. Если в этом фрагменте встречаются многострочные комментарии, PostgreSQL правильно заключает, что закрывающая последовательность */ относится к последнему открытому комментарию, а не ко всему закомментированному блоку.
ПРИМЕЧАНИЕ
Звездочка (без смежного символа косой черты) не имеет особой интерпретации в комментариях. Дополнительные звездочки были включены в листинг 3.12 исключительно по эстетическим сообщениям.
Выводы
Итак, команда SQL состоит из отдельных лексем, каждая из которых может быть ключевым словом, идентификатором, защищенным идентификатором, константой или специальным символом. В табл. 3.7 структура команд SQL поясняется на примере простой команды SELECT.
Таблица 3.7. Простой запрос SQL

	SELECT	id, name	FROM	states
Тип лексемы	Ключевое слово	Идентификаторы	Ключевое слово	Идентификатор
Описание	Команда	Имена полей	Имя секции	Имя таблицы

Как видно из таблицы, команда SELECT содержит ключевые слова SELECT и FROM. Ключевое слово FROM с лексемой states образует секцию, уточняющую смысл команды SELECT.
Лексемы id, name и states в приведенном примере являются идентификаторами. Идентификаторы Id и name определяют выбираемые поля, а идентификатор states определяет имя таблицы, из которой производится выборка. Таким образом, приведенный выше запрос приказывает PostgreSQL выбрать поля Id и name каждой записи таблицы states. В листинге 3.13 показаны результаты выполнения этого запроса.
Листинг 3.13. Пример запроса SQL
booktown=# SELECT Id, name FROM states;
id | name
42 | Washington 51 I Oregon
(2 rows)
booktown=#
В табл. 3.8 и 3.9 анализируется другая, более сложная команда SQL. В ней используется действие UPDATE с секциями SET и WHERE, которые определяют соответственно правило изменения записей и критерий их отбора.
Таблица 3.8. Команда UPDATE с секцией SET

UPDATE	states	SET	id	=	51
Ключевое слово	Идентификатор	Ключевое слово	Идентификатор	Оператор	Целочисленная константа
Команда	Имя таблицы	Имя секции	Имя поля	Присваивание	Новое значение поля id

Таблица 3.9. Секция WHERE

WHERE	name	=	'Oregon'
Ключевое слово	Идентификатор	Оператор	Строковая константа
Имя секции	Имя поля	Проверка эквивалентности	Искомое значение

Приведенная команда просматривает содержимое поля name каждой записи и проверяет, совпадает ли оно с условием секции WHERE (совпадение со строковой константой ' Oregon'). Затем во всех записях, соответствующих этому условию, полю id присваивается значение 51.
Итак, рассмотренная команда UPDATE содержит три ключевых слова, три идентификатора и две константы. Ключевыми словами являются лексемы UPDATE (выполняемое действие), SET (правило обновления записей) и WHERE (критерий отбора обновляемых записей).
Оба оператора представлены знаком =. В секции SET этот знак используется для присваивания (то есть обновления поля существующей записи) — применение, специфическое для секции SET. С другой стороны, в секции WHERE оператор = используется для сравнения двух значений. В данном примере поле name записи сравнивается со строковой константой Oregon.
Наконец, в примере присутствует целочисленная константа 51 (новое значение поля id) и строковая константа Oregon (сравниваемая с полем name в секции WHERE).
Таким образом, команда UPDATE, приведенная в листинге 3.14, обновляет таблицу states, присваивая значение 51 полю Id всех записей, у которых поле name содержит значение Oregon. Результат проверяется следующей командой SELECT.
Листинг 3.14. Обновление таблицы командой UPDATE
booktown=# UPDATE states
booktown-# SET id = 51
booktown-# WHERE
name = 'Oregon';
UPDATE 1
booktown=# SELECT * FROM states
booktown-$ WHERE
name='Oregon':
Id | name | abbreviation
51 | Oregon | OR
(1 row)
booktown=#

Типы данных

SQL относится к категории языков с сильной типизацией. Это означает, что с любым объектом данных, представленным в PostgreSQL, связывается определенный тип, даже если на первый взгляд это и не очевидно. Тип данных одновременно определяет и ограничивает разновидности операций, которые могут выполняться с этими данными.

Типы не только ассоциируются со всеми данными, но и играют важную роль при создании таблиц. Как упоминалось в разделе «Знакомство с реляционными базами данных», таблицы состоят из одного или нескольких полей. При создании таблицы каждому полю, помимо имени, назначается определенный тип данных.

ПРИМЕЧАНИЕ

Хотя в PostgreSQL предусмотрен достаточно широкий спектр встроенных типов данных, вы также можете определять собственные типы данных командой CREATE TYPE. За дополнительной информацией обращайтесь к описанию команды CREATE TYPE.

В табл. 3.10 перечислены базовые типы данных PostgreSQL, а также их синонимы (альтернативные имена). Также существует множество внутренних (то есть не предназначенных для нормального использования) и устаревших типов данных, которые не приводятся в таблице.

Хотя большинство типов данных PostgreSQL взято непосредственно из стандартов SQL, существуют и другие, нестандартные типы данных (например, гео-

метрические и сетевые типы). По этой причине у типов данных PostgreSQL не всегда находятся прямые аналоги в других СУБД на базе SQL.

Таблица 3.10. Типы данных PostgreSQL

Тип данных	Описание	Стандарт
Логические и двоичные типы данных
boolean, bool	Отдельная логическая величина (true или false)	SQL99
bit(n)	Битовая последовательность фиксированной длины (ровно nбит)	SQL92
bit varying(/7),varbit(rt)	Битовая последовательность переменной длины (до n бит)	SQL92
Символьные типы
character(n), char(n)	Символьная строка фиксированной длины (ровно n символов)	SQL89
character varying(n), varchar(n)	Символьная строка переменной длины (до n символов)	SQL92
text	Символьная строка переменной или неограниченной длины	PostgreSQL
Числовые типы
small int, int2	2-байтовое целое со знаком	SQL89
integer, int, int4	4-байтовое целое со знаком	SQL92
bigint, int8	8-байтовое целое со знаком, до 18 цифр	PostgreSQL
real, float4	4-байтовое вещественное число	SQL89
double precision, floats, float	8-байтовое вещественное число	SQL89
numeric(p.s), decimal (p.s)	Число из р цифр, содержащее 5 цифр в дробной части	SQL99
money	Фиксированная точность, представление денежных величин	PostgreSQL, считается устаревшим
serial	4-байтовое целое с автоматическим приращением	PostgreSQL
Время и дата
date	Календарная дата (день, месяц и год)	SQL92
time	Время суток	SQL92
time with time zone	Время суток с информацией о часовом поясе	SQL92
timestamp	Дата и время	SQL92
interval	Произвольный интервал времени	SQL92
Геометрические типы
box	Прямоугольник на плоскости	PostgreSQL
line	Бесконечная линия на плоскости	PostgreSQL
Iseg	Отрезок на плоскости	PostgreSQL
circle	Круг с заданным центром и радиусом	PostgreSQL
path	Замкнутая или разомкнутая геометрическая фигура на плоскости	PostgreSQL
point	Точка на плоскости	PostgreSQL
polygon	Замкнутый многоугольник на плоскости	PostgreSQL
Сетевые типы
cidr	Спецификация сети IP	PostgreSQL
inet	Сетевой IP-адрес с необязательными битами подсети	PostgreSQL
macaddr	МАС-адрес (например, аппаратный адрес адаптера Ethernet)	PostgreSQL
Системные типы
old	Идентификатор объекта (записи)	PostgreSQL
xid	Идентификатор транзакции	PostgreSQL

В следующих подразделах будут более подробно описаны самые распространенные и наиболее часто используемые типы данных. Нестандартные и/или экзотические типы (например, геометрические, сетевые и битовые) в книге подробно не рассматриваются. Ниже приводится информация о возможностях использования, некоторых аспектах хранения, входных и выходных форматах и общих синтаксических правилах. Но перед описанием конкретных типов данных необходимо сказать несколько слов о ключевом слове NULL.

Псевдозначение NULL

Выше говорилось о том, что с каждым полем ассоциируется определенный тип данных и поле принимает значения только этого типа. Тем не менее существует значение, которое может храниться в любых полях независимо от типа; в SQL оно представлено ключевым словом NULL. Ключевое слово NULL не соответствует конкретному объекту данных и потому вообще не считается типом; это системное ключевое слово, которое указывает базе данных на то, что поле не содержит никакого значения. Единственное исключение из правила об универсальности NULL составляют поля, для которых установлено ограничение NOT NULL.

Ключевое слово NULL часто используется для представления необязательных значений. Оно позволяет обойтись без странных и противоестественных схем, например представления отсутствующих данных в целочисленном поле отрицательными числами. Ситуация со временем может измениться, но NULL — всегда NULL.

NULL можно рассматривать как псевдозначение, то есть признак отсутствия значения, который никогда не может быть эквивалентен значению, отличному от NULL. Одна из распространенных ошибок при работе с псевдозначениями NULL связана с тем, что их часто путают с пустыми символьными строками. Отчасти это связано с тем, что при выборке пустой строки данные в клиенте не выводятся. При выборке NULL происходит то же самое, однако NULL принципиально отличается от пустых строк, и это необходимо хорошо понимать, чтобы ваши запросы правильно работали. Поле строкового типа, содержащее пустую строку, содержит последовательность символов, хотя бы и пустую; таким образом, поле имеет определенное значение. Ключевое слово NULL обозначает полное отсутствие значения в поле.

Это весьма принципиальное различие, поскольку правила выполнения операций SQL с пустыми строками очень отличаются от правил операций с псевдозначениями NULL. Особенно заметно эти различия проявляются при объединениях, рассматриваемых в главе 4.

Примеры выборки NULL и пустых строк приведены в листинге 3.15. Первый запрос SELECT показывает, что записи двух книг были вставлены в таблицу без названий (поле ti tie). Тем не менее из последующих запросов становится видно, что в одной записи (id=100) это поле содержит пустую строку, а в другой записи — NULL

Листинг 3.15. Пустые строки и NULL

booktown=# SELECT id. title FROM books:

id [ title

7808 | The Shining 156 | The Tell-Tale

Heart 4513 | Dune

100 |

101 | (5 rows)

booktown=# SELECT id. title FROM

books WHERE title = ": id | title

100 (1 row)

Dooktown=# SELECT id, title FROM

books WHERE title IS NULL;

id title

101 |

(1 row)

В листинге 3.16 продемонстрировано более практичное (и реальное) применение ключевого слова NULL в таблице editions, связывающей код ISBN с датой публикации книги.

Листинг 3.16. Пример использования NULL

booktown=# SELECT isbn, publication FROM editions:

isbn | publication

039480001X | 1957-03-01

0394800753 | 1949-03-01

0385121679 | (3 rows)

booktown=# SELECT isbn. publication FROM

editions WHERE publication IS NULL:

isbn | publication

0385121679 |

(1 row)

В этом примере NULL может использоваться для представления изданий, которые еще не были опубликованы или дата публикации которых на момент занесения данных в базу неизвестна. Было бы неправильно подбирать для таких книг какую-нибудь бессмысленную дату, и в обоих случаях NULL выглядит вполне оправданно.

Логические значения

Логическим значением называется простая структура данных, представляющая одну из двух величин: true или f al se. В PostgreSQL поддерживается тип данных boo! ean, определенный в стандарте SQL99, с нестандартным синонимом bool.

Логическим переменным, как и другим типам данных, может присваиваться значение NULL, Логическая переменная, равная NULL, никогда не интерпретируется как true или false; она интерпретируется только как NULL. Если вы хотите проверить, равна ли логическая переменная псевдозначению NULL, не пытайтесь сравнивать ее с false, это бессмысленно. Для этой цели следует использовать конструкцию IS NULL. Способность логической переменной принимать значения true, false и NULL (и правила, в соответствии с которыми NULL считается отличным от этих двух величин) называется тройственной логикой.

В табл. 3.11 приведены допустимые обозначения логических констант, правильно опознаваемые PostgreSQL. Выбор обозначений является делом вкуса. Все разновидности значения true, как и все разновидности значения fal se, интерпретируются сервером одинаково.

Таблица 3.11. Логические константы

True	False
true	false
't'	Т
'true'	'false'
'У'	'n'
'yes'	'no'
'1' '0'

ВНИМАНИЕ

Помните, что все константы, перечисленные в табл. 3.11 (за исключением true и false), должны заключаться в апострофы. В противном случае сервер выдает сообщение об ошибке.

В листинге 3.17 приведен пример создания таблицы da I ly_i inventory с информацией о наличии книг в магазине. В этой таблице код ISBN ассоциируется с логическим признаком. После создания таблица заполняется серией команд INSERT, в которых передается строковая константа (код ISBN) и логические константы в разных форматах.

Листинг 3.17. Простая таблица с логическими значениями

booktown=# CREATE TABLE daily_inventory

(isbn text. in_stock boolean);

CREATE

booktown=# INSERT INTO

dailyjnventory VALUES ('0385121679', true);

INSERT 3390926 1