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SQL

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SQL
编程范型声明式
设计者唐纳德·钱柏林（英语：Donald D. Chamberlin）
雷蒙德·博伊斯（英语：Raymond F. Boyce）
实现者国际标准化组织/国际电工委员会
发行时间1974
当前版本
  • SQL:2023（2023年6月1日）[1]
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类型系统类型系统, 强类型
操作系统跨平台
网站www.iso.org/standard/76583.html 编辑维基数据链接
主要实现产品
详见数据库系统列表（英语：List of relational database management systems）
派生副语言
SQL-86, SQL-89, SQL-92, SQL:1999（英语：SQL:1999）, SQL:2003（英语：SQL:2003）, SQL:2006（英语：SQL:2006）, SQL:2008（英语：SQL:2008）, SQL:2011（英语：SQL:2011）
启发语言
Datalog
影响语言
CQL（英语：Common Query Language）, 语言集成查询, SOQL（英语：Salesforce Object Query Language）, Windows PowerShell,[2] JPQL（英语：Java Persistence Query Language）, 面向Java对象查询
SQL（文件格式）
扩展名
.sql
互联网媒体类型
application/sql[3][4]
开发者ISO/IEC
首次发布1986年 (1986)
最新版本
SQL:2016（英语：SQL:2016）
2016年，​8年前​（2016）
格式类型Database
标准ISO/IEC 9075
免费格式？是
网站www.iso.org/standard/63555.html

SQL（聆听i/ˈɛs kjuː ˈɛl/[5]或聆听i/ˈsiːkwəl/[6]，Structured Query Language，结构化查询语言[7][8][9][10]）是一种特定目的编程语言，用于管理关系数据库管理系统（RDBMS），或在关系流数据管理系统（RDSMS）中进行流处理。

SQL基于关系代数和元组关系演算，包括一个数据定义语言和数据操纵语言。SQL的范围包括数据插入、查询、更新和删除，数据库模式创建和修改，以及数据访问控制。尽管SQL经常被描述为，而且很大程度上是一种声明式编程（4GL），但是其也含有过程式编程的元素。

SQL是对埃德加·科德的关系模型的第一个商业化语言实现，这一模型在其1970年的一篇具有影响力的论文《一个对于大型共享型数据库的关系模型》[11]中被描述。尽管SQL并非完全按照科德的关系模型设计，但其依然成为最为广泛运用的数据库语言。 [12][13]

SQL在1986年成为美国国家标准学会（ANSI）的一项标准，在1987年成为国际标准化组织（ISO）标准[14]。此后，这一标准经过了一系列的增订，加入了大量新特性。虽然有这一标准的存在，但大部分的SQL代码在不同的数据库系统中并不具有完全的跨平台性。

历史

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在1970年代初，由IBM研究院下属爱曼登研究中心（法语：IBM Almaden Research Center）的埃德加·科德发表将资料组成表格的应用原则（Codd's Relational Algebra）。1974年，同一实验室的唐纳德·钱柏林（英语：Donald D. Chamberlin）和雷蒙德·博伊斯（英语：Raymond F. Boyce）参考了科德的模型后，在研制关系数据库管理系统System R（英语：IBM System R）中，开发出了一套规范语言SEQUEL（Structured English Query Language，结构化英语查询语言），并在1976年11月的《IBM研究与开发杂志（英语：IBM Journal of Research and Development）》上公布新版本的SQL（叫SEQUEL/2）。1980年改名为SQL。

1979年，甲骨文公司（当时名为关系式软件公司）首先提供商用的SQL，IBM公司在DB2和SQL/DS数据库系统中也实现了SQL。

1986年10月，美国ANSI采用SQL作为关系数据库管理系统的标准语言（ANSI X3. 135-1986），后为国际标准化组织（ISO）采纳为国际标准。

1989年，美国ANSI采纳在ANSI X3.135-1989报告中定义的关系数据库管理系统的SQL标准语言，称为ANSI SQL 89，该标准替代ANSI X3.135-1986版本。该标准为下列组织所采纳：

  • 国际标准化组织，为ISO 9075-1989报告《Database Language SQL With Integrity Enhancement》
  • 美国联邦政府，发布在《The Federal Information Processing Standard Publication(FIPS PUB)127》

目前，所有主要的关系数据库管理系统支持某些形式的SQL，大部分数据库至少遵守ANSI SQL89标准。

ANSI SQL92标准在交叉连接（cross join）和内部连接之上，新增加了外部连接，并支持在FROM子句中写连接表达式。支持集合的并运算、交运算。支持Case (SQL)表达式。支持CHECK约束。创建临时表。支持cursor。支持事务隔离。

语法

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主条目：SQL语法
图表显示了SQL语言元素组成的一个语句

SQL语言分成了几种要素，包括：

  • 子句，是语句和查询的组成成分。（在某些情况下，这些都是可选的。）[15]
  • 表达式，可以产生任何标量值，或由列和行组成的数据库表
  • 谓词，给需要评估的SQL三值逻辑（3VL）（true/false/unknown）或布尔真值指定条件，并限制语句和查询的效果，或改变程序流程。
  • 查询，基于特定条件检索数据。这是SQL的一个重要组成部分。
  • 语句，可以持久地影响纲要和数据，也可以控制数据库事务、程序流程、连接、会话或诊断。
    • SQL语句也包括分号（";"）语句终结符。尽管并不是每个平台都必需，但它是作为SQL语法的标准部分定义的。
  • 无意义的空白在SQL语句和查询中一般会被忽略，更容易格式化SQL代码便于阅读。

语言特点

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SQL是高级的非过程化编程语言，它允许用户在高层数据结构上工作。它不要求用户指定对数据的存放方法，也不需要用户了解其具体的数据存放方式。而它的界面，能使具有底层结构完全不同的数据库系统和不同数据库之间，使用相同的SQL作为数据的输入与管理。它以记录项目〔records〕的合集（set）〔项集，record set〕作为操纵对象，所有SQL语句接受项集作为输入，回提交的项集作为输出，这种项集特性允许一条SQL语句的输出作为另一条SQL语句的输入，所以SQL语句可以嵌套，这使它拥有极大的灵活性和强大的功能。在多数情况下，在其他编程语言中需要用一大段程序才可实践的一个单独事件，而其在SQL上只需要一个语句就可以被表达出来。这也意味着用SQL可以写出非常复杂的语句，在不特别考虑性能下。

SQL同时也是数据库文件格式的扩展名。

SQL包含四个部分：

SQL函数

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函数 描述
AVG 平均值
COUNT 计数（不含Null）
FIRST 第一个记录的值
MAX 最大值
MIN 最小值
STDEV 样本标准差
STDEVP 总体标准差
SUM 求和
VAR 样本方差
VARP 总体方差
UCASE 转化为全大写字母
LCASE 转化为全小写字母
MID 取中值
LEN 计算字符串长度
INSTR 获得子字符串在母字符串的起始位置
LEFT 取字符串左边子串
RIGHT 取字符串右边子串
ROUND 数值四舍五入取整
MOD 取余
NOW 获得当前时间的值
FORMAT 字符串格式化
DATEDIFF 获得两个时间的差值

互操作性和标准化

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供应商之间的SQL实现不兼容，不一定完全遵循标准。各种数据库的SQL方言通常不可移植，特别是在日期时间语法、字符串连接、NULL、比较的大小写敏感方面。只有PostgreSQL与Mimer SQL努力遵从标准。

标准化历史

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SQL在1986年被ANSI标准化，1987年被ISO标准化。由ISO/IEC JTC 1, Information technology, Subcommittee SC 32, Data management and interchange（英语：ISO/IEC JTC 1/SC 32）维护。标准名称通常为如下模式：ISO/IEC 9075-n:yyyy Part n: title。

年份 名字 别名 注释
1986 SQL-86 SQL-87 ANSI首次标准化
1989 SQL-89 FIPS 127-1 小修改，增加了integrity constraint
1992 SQL-92 SQL2, FIPS 127-2 大修改，成为现代SQL的基础
1999 SQL:1999（英语：SQL:1999） SQL3 增加了正则表达式匹配、递归查询（传递闭包）、数据库触发器、过程式与控制流语句、非标量类型(arrays)、面向对象特性。在Java中嵌入SQL(SQL/OLB)及其逆(SQL/JRT)
2003 SQL:2003（英语：SQL:2003） 增加XML相关特性(SQL/XML)、window functions、标准化sequences、自动产生值的列。对SQL:1999的新特性重新描述其内涵。
2006 SQL:2006（英语：SQL:2006） 导入/导出XML数据与SQL数据库。XQuery
2008 SQL:2008（英语：SQL:2008） 在cursor之外的ORDER BY语句。INSTEAD OF触发器。TRUNCATE语句。FETCH子句
2011 SQL:2011（英语：SQL:2011） 增加时态数据(PERIOD FOR)。增强了window functions与FETCH子句
2016 SQL:2016（英语：SQL:2016） 增加行模式匹配、多态表函数、JSON。
2019 SQL:2019 增加了第15部分，多维数组（MDarray类型和运算符）。

当前标准

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该标准通常用以下模式表示：ISO/IEC 9075-n：yyyy 第n部分：标题，或者简称为ISO/IEC 9075。

ISO / IEC 9075补充了ISO / IEC 13249：SQL多媒体和应用程序包（SQL/MM），该程序包定义了基于SQL的接口和包，给诸如视频，音频和空间数据之类的广泛的应用程序。感兴趣的各方可以从ISO、IEC或ANSI购买SQL标准文档。SQL：2008的草稿可作为zip存档免费获得。

SQL标准剖析

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SQL标准包含10部分：

  • ISO/IEC 9075-1:2016 Part 1: Framework (SQL/Framework). 提供逻辑概念
  • ISO/IEC 9075-2:2016 Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 包含语言的主要内容，强制与可选特性。
  • ISO/IEC 9075-3:2016 Part 3: Call-Level Interface (SQL/CLI). 定义了接口成分(structures, procedures, variable bindings) 用于编写能执行SQL的应用程序的语言：Ada，C/C++，COBOL，Fortran，MUMPS，Pascal，PL/I。对于Java语言见标准第10部分。ODBC是一个著名的SQL/CLI的超集。这部分标准主要包含强制的特性。
  • ISO/IEC 9075-4:2016 Part 4: Persistent stored modules (SQL/PSM)。SQL的过程式扩展，包括控制流、条件处理、语句条件signals与resignals、cursors、本地变量、表达式赋值到变量与参数。此外，SQL/PSM形式化声明与维护了持续性（persistent）数据库语言例程（例如存储过程）。这部分标准主要包含可选的特性。
  • Part-6（页面存档备份，存于互联网档案馆）: Support for JavaScript Object Notation (JSON). 2017年首次集成JSON数据类型到SQL标准。
  • ISO/IEC 9075-9:2016 Part 9: Management of External Data (SQL/MED). 这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-10:2016 Part 10: Object language bindings (SQL/OLB)。定义了SQLJ，SQL嵌入到Java，保证了SQLJ应用程序二进制可移植。这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-11:2016 Part 11: Information and definition schemas (SQL/Schemata). 定义了Information Schema与Definition Schema，提供了常用工具集使得SQL数据库与对象自描述。这些工具包括SQL object identifier、structure与integrity constraints、security与authorization specifications, features与packages。这部分标准主要包含强制与可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-13:2016 Part 13: SQL Routines and types using the Java TM programming language (SQL/JRT). SQL应用程序调用静态方法作为子程序的能力('Java-in-the-database')；Java类作为SQL结构化用户定义类型。这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-14:2016 Part 14: XML-Related Specifications (SQL/XML). 这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-15:2019 Part 15: 多维数组(SQL/MDA)。 它为SQL指定了多维数组类型（MDarray），以及对MDarray，MDarray切片，MDarray单元和相关功能的操作。 标准的这一部分仅包含可选功能。

ISO / IEC标准的扩展

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ISO/IEC 9075被ISO/IEC 13249: SQL Multimedia and Application Packages (SQL/MM)补充。后者定义了基于SQL的音视频、空间数据的界面与包。包括：

  • ISO/IEC 13249-1:2016 Part 1: Framework
  • ISO/IEC 13249-2:2003 Part 2: Full-Text
  • ISO/IEC 13249-3:2016 Part 3: Spatial
  • ISO/IEC 13249-5:2003 Part 5: Still image
  • ISO/IEC 13249-6:2006 Part 6: Data mining
  • ISO/IEC 13249-7:2013 Part 7: History
  • ISO/IEC 13249-8:xxxx Part 8: Metadata Registry Access MRA (work in progress)

以SQL为基础的其他延伸语言

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微软MS SQL-Server，以及Sybase Adaptive Server（英语：Sybase Adaptive Server）系列数据库所用的SQL
Oracle 数据库所使用的SQL

安全问题

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主条目：SQL注入攻击和参数化查询

由于SQL指令在部分高级使用时，语法会依照特定条件来变换，而且若是表格中的字段过多时，许多开发人员都会习惯以字符串组立的方式建立SQL指令，而且又使用系统管理员级的账户连到数据库，因此让黑客有机会利用SQL的组立方式进行攻击，像是在指令中添加部分刺探性或破坏性的指令（例如DROP TABLE、DROP DATABASE或是DELETE * FROM myTable等具破坏性的指令），让数据库的资料或实体服务器被破坏，导致服务中断或是系统瘫痪等后果，或是以逻辑的漏洞，在密码栏写入特殊字符串(例如' or '1'='1)，让该字符串形成的逻辑判断永远为真，或直接获取非查询条件的资料，而不需要知道密码，以达成非法登录系统的目的，此种攻击手法称为SQL注入（SQL injection）。

目前实务上较有效的防御方法，就是全面改用参数化查询。

参考文献

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  1. ^ SQL:2023 is out. 2023年6月1日 [2023年6月26日]. 
  2. ^ Paul, Ryan. A guided tour of the Microsoft Command Shell. Ars Technica. [10 April 2011]. （原始内容存档于2018-12-25）. 
  3. ^ Media Type registration for application/sql. Internet Assigned Numbers Authority. 10 April 2013 [10 April 2013]. （原始内容存档于2018-01-24）. 
  4. ^ The application/sql Media Type, RFC 6922. Internet Engineering Task Force: 3. April 2013 [10 April 2013]. （原始内容存档于2016-10-18）. 
  5. ^ Beaulieu, Alan. Mary E Treseler , 编. Learning SQL 2nd. Sebastapol, CA, USA: O'Reilly. April 2009. ISBN 978-0-596-52083-0. 
  6. ^ SQL, n.. Oxford English Dictionary. Oxford University Press. [2014-11-27]. 
  7. ^ Encyclopedia Britannica. SQL. [2013-04-02]. （原始内容存档于2018-12-25）. 
  8. ^ From Oxford Dictionaries: "Definition of SQL - abbreviation, Structured Query Language, an international standard for database manipulation." Oxford Dictionaries. SQL. [2017-10-10]. （原始内容存档于2016-08-03）. 
  9. ^ IBM. SQL Guide. [永久失效链接]
  10. ^ From Microsoft: "Structured Query Language, invented at IBM in the 1970s. It is more commonly known by its acronym, SQL .." Microsoft. Structured Query Language (SQL). [2017-10-10]. （原始内容存档于2016-03-12）. 
  11. ^ Codd, Edgar F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Communications of the ACM (Association for Computing Machinery). June 1970, 13 (6): 377–87 [2007-06-09]. doi:10.1145/362384.362685. （原始内容存档于2007-06-12）. 
  12. ^ Chapple, Mike. SQL Fundamentals. Databases. About.com. [2009-01-28]. （原始内容存档于2009-02-22）. 
  13. ^ Structured Query Language (SQL). International Business Machines. October 27, 2006 [2007-06-10]. 
  14. ^ ISO/IEC 9075-1:2008: Information technology – Database languages – SQL – Part 1: Framework (SQL/Framework). [2017-10-10]. （原始内容存档于2012-02-03）. 
  15. ^ ANSI/ISO/IEC International Standard (IS). Database Language SQL—Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 1999.

参见

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外部链接

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维基教科书中的相关电子教程：:en:SQL_Dialects_Reference
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=SQL&oldid=78921917”