山东大学 2020级数据库系统实验七

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写在前面

做数据库实验一定要静得下心来，才能发现其中的错误然后进行改正。同时，如果发现 SQL 语句总是报错，“一定是你错了，只是不知道错在哪里！”

其次，SQL 语句中较为复杂的点博主都进行了注释，希望大家一定要看懂思路后自己写一遍，而不是盲目的 Ctrl+C，Ctrl+V，切记切记！！

实验七

本实验所考察的内容主要是关于索引，索引的建立一般有以下需要注意的点：
· 避免在取值朝一个方向增长的字段（例如：日期类型的字段）上，建立索引；对复合索引，避免将这种类型的字段放置在最前面。由于字段的取值总是朝一个方向增长，新记录总是存放在索引的最后一个叶页中，从而不断地引起该叶页的访问竞争、新叶页的分配、中间分支页的拆分。此外，如果所建索引是聚集索引，表中数据按照索引的排列顺序存放，所有的插入操作都集中在最后一个数据页上进行，从而引起插入“热点”。

· 对复合索引，按照字段在查询条件中出现的频度建立索引。在复合索引中，记录首先按照第一个字段排序。对于在第一个字段上取值相同的记录，系统再按照第二个字段的取值排序，以此类推。因此只有复合索引的第一个字段出现在查询条件中，该索引才可能被使用。因此将应用频度高的字段，放置在复合索引的前面，会使系统最大可能地使用此索引，发挥索引的作用。

建立索引的格式：create index index_name on table(name);

7-1
1．将pub用户下表student的3个列sid,name,birthday复制到表test7_01中。
2．执行如下查询，观察运行速度（5秒以上）。
查询Samefirstname相同姓氏的人数。
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count(*) from test7_01 where substr(name,1,1)=substr(t1.name,1,1)) samefirstname
from pub.student_testindex t1)
where samefirstname=7
3．为test7_01创建一个仅仅一个索引，保证上面SQL耗时在1秒内。
4．交卷验证
思路：
1. 在什么上建立索引往往取决于 where 中的判断条件。一般判断条件是什么，就在什么上建立索引；
2. 因此本题中在 substr(name, 1, 1) 上建立索引即可；

create index firstname_index on test7_01(substr(name, 1, 1))

7-2
1．将pub用户下表student的3个列sid,name,birthday复制到表test7_02中。
2．将出生日期全部修改成一天：
Update test7_02 set birthday=to_date(‘19881018’,‘yyyymmdd’) where substr(sid,12,1)=‘0’;
3．为test7_02创建一个仅仅一个索引，保证下面SQL耗时在1秒内。
Samenamebirthday同名同生日的人数，Samebirthday相同出生日期的人数
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count() from test7_02 where name=t1.name and birthday=t1.birthday) samenamebirthday,
(select count() from test7_02 where birthday=t1.birthday) samebirthday
from pub.student_testindex t1)
where samebirthday=403
4．交卷验证
5．思考题，test7_02不增建索引情况下，下面这个查询能使用索引吗？改进后能使用索引吗？
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count(*) from test7_02 where name=t1.name) samename
from pub.student t1)
where samename=7
思路：
1. 根据上面所提到的原则：应用频度高的字段应放在复合索引的前面；由于我们把生日都设在了同一天，因此 birthday 才是应用频度最高的字段，应将其放在第一个；（前提条件是 where 中即用了 name 来查询，也用了 birthday 来查询）

create index name_birthday_index on test7_02(birthday, name)

接下来是根据索引修改条件的题目，基本原则就是：建立了索引的属性在 where 子句中要保持原样，运算符号 >, <, = 左边不能对它进行运算，也不能对它使用函数等操作

7-3
1． pub用户下表student已经用下面两句SQL创建了两索引。
Create index student_birthday on student(birthday);
Create index student_name on student(name);
2．下面SQL不能用索引耗时超过2秒，在逻辑不变情况下，修改SQL中标为记红色的子查询的where条件部分，不要修改其它地方，使其能使用索引。
说明：因为pub.student_testindex数据行数太少，不能通过修改主句where绕过问题。
查询samefirstname同姓氏的人数。
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count(*) from pub.student
where substr(name,1,1)=substr(t1.name,1,1)
) samefirstname
from pub.student_testindex t1) where samefirstname=7
3．修改以后验证耗时在2秒之内，将修改以后语句创建成视图create view test7_03 as select ……。
4．交卷验证
思路：
1. 该问需要查询同姓的学生信息，可以使用模糊查询 like 来进行，但需要注意怎样将“姓”和“%”进行连接呢？
2. 想到了 rpad(str1, position, str2) 函数，表示在 str1 的右边第三个字节的位置连接 str2 字符，这样便可实现该功能；（或者 concat 函数也可以连接字符串）

create view test7_03 asselect * from(select sid,name,birthday,(select count(*) from pub.studentwhere name like rpad(substr(t1.name, 1, 1), 3, '%')) samefirstname from pub.student_testindex t1) where samefirstname=7

7-4
1． pub用户下表student已经用下面两句SQL创建了两索引。
Create index student_birthday on student(birthday);
Create index student_name on student(name);
2．下面SQL不能用索引耗时超过1秒，在逻辑不变情况下，修改SQL中标为记红色的子查询的where条件部分，不要修改其它地方，使其能使用索引。
说明：因为pub.student_testindex数据行数太少，不能通过修改主句where绕过问题。
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count() from pub.student
where to_char(birthday,‘yyyymm’)=to_char(t1.birthday,‘yyyymm’)
) sameyearmonth,
(select count() from pub.student
where extract (year from birthday) =extract (year from t1.birthday)
) sameyear
from pub.student_testindex t1) where sameyearmonth=35
3．修改以后验证耗时在1秒之内，将修改以后语句创建成视图create view test7_04 as select ……。
4．交卷验证
函数介绍：
1. trunc(t1.birthday, ‘mm’) – 获取当前日期月份的第一天；
2. last_day(t1.birthday) – 获取当前日期月份的最后一天；
3. trunc(t1.birthday, ‘yyyy’) – 获取当前日期年的第一天；
4. add_months(date, number) – 在 date 上加 number 个月；
思路：
1. 本问需要求的是同年月以及同年的学生的 sid, name, birthday；
2. 同年月的学生的生日应该在当月的第一天和当月最后一天之间，trunc(t1.birthday, ‘mm’) 得到第一天，last_day(t1.birthday) 得到最后一天，使用 between 连接即可；
3. 同年的学生的生日应该在当年的第一天和当年最后一天之间，trunc(t1.birthday, ‘yyyy’) 得到当年的第一天，add_months(trunc(t1.birthday, ‘yyyy’), 12) 得到后一年的第一天，再 -1 得到当年的最后一天；

create view test7_04 asselect * from (select sid,name,birthday,(select count(*) from pub.student where birthday between (trunc(t1.birthday, 'mm')) and last_day(t1.birthday)) sameyearmonth,(select count(*) from pub.studentwhere birthday between (trunc(t1.birthday, 'yyyy')) and add_months(trunc(t1.birthday, 'yyyy'), 12) - 1) sameyearfrom pub.student_testindex t1) where sameyearmonth=35

7-5
1． pub用户下表student已经用下面两句SQL创建了两索引。
Create index student_birthday on student(birthday);
Create index student_name on student(name);
2．下面SQL不能用索引耗时超过1秒，在逻辑不变情况下，修改SQL中标为记红色的子查询的where条件部分，不要修改其它地方，使其能使用索引。
说明：因为pub.student_testindex数据行数太少，不能通过修改主句where绕过问题。
查询nextbirthday晚一天出生的人数
select * from
(select sid,name,birthday,
(select count(*) from pub.student
where birthday-1=t1.birthday
) nextbirthday
from pub.student_testindex t1) where nextbirthday=7
3．修改以后验证耗时在1秒之内，将修改以后语句创建成视图create view test7_05 as select ……。
4．交卷验证
思路：
1. 由于不能对建立了索引的属性进行运算等操作，因此直接把 birthday-1 = t1.birthday 改成 birthday = t1.birthday + 1 即可；

select * from 
(select sid,name,birthday,
(select count(*) from pub.student 
where birthday = t1.birthday + 1
) nextbirthday
from pub.student_testindex t1) where nextbirthday=7