PostgreSQL学习笔记（二）：PostgreSQL基本操作

PostgreSQL 是一个功能强大的开源关系型数据库管理系统 (RDBMS)，支持标准的 SQL 语法，并扩展了许多功能强大的操作语法.

数据类型

  1. 数值类型
    数据类型描述存储大小示例值
    SMALLINT小范围整数，范围：-32,768 到 32,7672 字节-123
    INTEGER 或 INT中范围整数，范围：-2,147,483,648 到 2,147,483,6474 字节12345
    BIGINT大范围整数，范围：-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,8078 字节12345678901234
    NUMERIC(p, s) 或 DECIMAL(p, s)精确的数字，p 是总位数，s 是小数点后位数可变长1234.56
    REAL 或 FLOAT4单精度浮点数，范围：6 位小数精度4 字节1.23
    DOUBLE PRECISION 或 FLOAT8双精度浮点数，范围：15 位小数精度8 字节123.45678
    SERIAL自动递增整数，等同于 INTEGER + 自增4 字节1, 2, 3...
    BIGSERIAL自动递增整数，等同于 BIGINT + 自增8 字节1, 2, 3...
  2. 字符类型
    数据类型描述存储大小示例值
    CHAR(n) 或 CHARACTER(n)固定长度字符串，不足位数会用空格补齐n 字节'abc '
    VARCHAR(n) 或 CHARACTER VARYING(n)可变长度字符串，最多 n 个字符实际长度 + 1 字节'abc'
    TEXT不限长度的字符串可变长'Hello, world!'

    说明：
    <1>：CHAR(n) 固定长度，适合存储固定格式的字符串。
    <2>：VARCHAR(n) 是常用的可变长度类型。
    <3>：TEXT 用于存储长文本。

  3. 布尔类型
    数据类型描述存储大小示例值
    BOOLEAN布尔值，TRUE、FALSE 或 NULL1 字节TRUE
  4. 日期和时间类型
    数据类型描述存储大小示例值
    DATE日期（不包含时间）4 字节'2025-01-06'
    TIME [WITHOUT TIME ZONE]时间（不包含日期）8 字节'12:30:00'
    TIMESTAMP [WITHOUT TIME ZONE]日期和时间8 字节'2025-01-06 12:30:00'
    TIMESTAMP WITH TIME ZONE带时区的日期和时间8 字节'2025-01-06 12:30:00+08'
    INTERVAL时间间隔16 字节'1 year 2 months'
  5. 几何类型
    数据类型描述示例值
    POINT平面中的一个点'(1.5, 2.5)'
    LINE无限长的直线'{1, -1, 0}'
    LSEG有限线段'(1.5, 2.5), (3.5, 4.5)'
    BOX矩形框'((1, 2), (3, 4))'
    PATH路径（开或闭）'((1, 1), (2, 2), (3, 3))'
    POLYGON多边形'((1, 1), (2, 2), (3, 3))'
    CIRCLE圆形'<(1, 1), 5>'
    几何类型用于存储点、线、圆等几何信息
  6. 数组类型
    数据类型描述示例值
    INTEGER[]整数数组{1, 2, 3}
    TEXT[]文本数组{'hello', 'world'}
  7. JSON和JSONB类型
    数据类型描述示例值
    JSON原始 JSON 格式，保留格式'{"key": "value"}'
    JSONB二进制存储的 JSON，查询更快'{"key": "value"}'
  8. UUID类型
    数据类型描述示例值
    UUID通用唯一标识符 (128 位)'a0eebc99-9c0b-4ef8-bb6d-6bb9bd380a11'
  9. XML类型
    数据类型描述示例值
    XMLXML 数据'<note><to>Tove</to></note>'
  10. 枚举类型

     枚举类型允许定义一组固定值。

    CREATE TYPE mood AS ENUM ('happy', 'sad', 'neutral');

    使用：

    CREATE TABLE person (name TEXT,current_mood mood
);
  11. 范围类型
    数据类型描述示例值
    INT4RANGE整数范围[1,10)
    NUMRANGE数字范围[1.5,2.5)
    TSRANGE不带时区的时间范围['2023-01-01', '2023-12-31')
    TSTZRANGE带时区的时间范围['2023-01-01 00:00:00+00', '2023-12-31 23:59:59+00')

数据操作

创建数据库和用户

// 创建数据库
CREATE DATABASE database_name;// 删除数据库
DROP DATABASE database_name;// 创建用户
CREATE USER user_name WITH PASSWORD 'password';// 为用户授予权限
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE database_name TO user_name;

数据定义语言 (DDL)

// 创建表
CREATE TABLE table_name (column_name1 data_type [constraints],column_name2 data_type [constraints],...
);// 添加列
ALTER TABLE table_name ADD COLUMN column_name data_type;// 修改列
ALTER TABLE table_name ALTER COLUMN column_name TYPE new_data_type;// 删除列
ALTER TABLE table_name DROP COLUMN column_name;// 删除表
DROP TABLE table_name;

数据操作语言 (DML)

基本查询：

// 插入数据
INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);// 查询数据
SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;SELECT * FROM table_name;// 更新数据
UPDATE table_name SET column1 = value1, column2 = value2 WHERE condition;// 删除数据
DELETE FROM table_name WHERE condition;

扩展查询：

// 分组查询
SELECT column1, COUNT(*) FROM table_name GROUP BY column1 HAVING COUNT(*) > 1;// 连接查询（JOIN）
内连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
INNER JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;左连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
LEFT JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;右连接：
SELECT a.column1, b.column2
FROM table1 a
RIGHT JOIN table2 b
ON a.common_column = b.common_column;// 子查询
SELECT column1
FROM table_name
WHERE column2 IN (SELECT column2FROM another_tableWHERE condition
);

PostgreSQL特性

PostgreSQL提供了几种丰富的数据类型，有一些特定的用法。

数组

在 PostgreSQL 中，数组是一种非常强大的数据类型，它可以存储一组同类型的值（例如整数、文本等），以下是关于数组的详细用法。

创建数组字段：

CREATE TABLE users (id SERIAL PRIMARY KEY,name TEXT,favorite_numbers INTEGER[],  -- 整数数组字段favorite_colors TEXT[]       -- 文本数组字段
);

插入数组数据：

INSERT INTO users (name, favorite_numbers, favorite_colors)
VALUES ('Alice', '{1, 2, 3}', '{"red", "blue", "green"}');

查询数组数据：

// 查询 favorite_numbers 包含 2 的用户
SELECT name FROM users WHERE 2 = ANY (favorite_numbers);// 查询数组是否包含所有指定值
-- 查询 favorite_numbers 包含所有值 {1, 2} 的用户
SELECT name FROM users WHERE favorite_numbers @> '{1, 2, 4}';// 查询数组是否为另一个数组的子集
-- 查询 favorite_numbers 是 {1, 2, 3} 的子集的用户
SELECT name FROM users WHERE favorite_numbers <@ '{1, 2, 3}';

更新数组：

// 向 Alice 的 favorite_numbers 中追加一个新值 40
UPDATE users SET favorite_numbers = favorite_numbers || 40 WHERE name = 'Alice';// 将 Alice 的 favorite_numbers 的第 1 个元素更新为 100
UPDATE users SET favorite_numbers[1] = 100 WHERE name = 'Alice';

删除数据中元素：

UPDATE users SET favorite_numbers = array_remove(favorite_numbers, '40') WHERE name = 'Alice';

PostgreSQL 提供了许多用于数组操作的内置函数和操作符：

操作符/函数描述示例
ARRAY[...]创建数组SELECT ARRAY[1, 2, 3];
ANY (array)判断值是否在数组中SELECT 2 = ANY('{1, 2, 3}');
@>数组包含另一个数组SELECT '{1, 2, 3}'::int[] @> '{1, 2}';
<@数组是另一个数组的子集SELECT '{1, 2}'::int[] <@ '{1, 2, 3}';
array_length(array, n)获取数组的长度SELECT array_length('{1, 2, 3}', 1);
unnest(array)将数组展开为行SELECT unnest('{1, 2, 3}'::int[]);
array_remove删除数组中某个值UPDATE users SET favorite_numbers = array_remove(favorite_numbers, '40')

JSON和JSONB

在 PostgreSQL 中，JSON 和 JSONB 是两种用于存储 JSON 数据的列类型。它们功能强大，广泛用于现代应用中。

JSON 与 JSONB 的主要区别

  1. 存储方式：

    • JSON：以文本格式存储数据，存储和检索时保持输入顺序。
    • JSONB：以二进制格式存储，经过解析和去重处理（键的顺序不保存）。

  2. 性能：

    • JSON：适合读取为原始 JSON 字符串，查询效率较低。
    • JSONB：支持索引，查询和操作效率更高。

  3. 使用场景：

    • JSON：需要保持原始 JSON 数据格式（如调试或日志记录）。
    • JSONB：需要高效查询、过滤或处理 JSON 数据。

创建表：

CREATE TABLE example (id SERIAL PRIMARY KEY,data JSON,      -- 存储为 JSON 格式data_b JSONB    -- 存储为 JSONB 格式
);

插入数据：

INSERT INTO example (data, data_b) VALUES 
('{"name": "Alice", "age": 25, "tags": ["developer", "gamer"]}', '{"name": "Alice", "age": 25, "tags": ["developer", "gamer"]}');

查询数据：

1. 访问 JSON 数据的字段

使用 -> 和 ->> 操作符：

  • ->：提取字段为 JSON 类型。
  • ->>：提取字段为文本类型。
-- 提取 JSON 对象的字段
SELECT data->'name' AS name_json, data_b->'name' AS name_jsonb FROM example;-- 提取字段值为文本
SELECT data->>'name' AS name_text, data_b->>'name' AS name_text FROM example;

2、查询嵌套数据

-- 提取嵌套 JSON 对象中的字段值
SELECT data->'tags'->>0 AS first_tag, data_b->'tags'->>0 AS first_tag FROM example;

3、JSONB函数和操作符

  • 检查字段是否存 
    -- 检查 JSONB 中是否包含某个字段
SELECT data_b ? 'name' AS has_name FROM example;-- 检查多个字段是否存在
SELECT  data_b ?& array['name', 'age'] AS has_all 
FROM example;
  • 数组操作 
    -- 查询 JSONB 数组是否包含某个值
SELECT data_b->'tags' ? 'developer' AS contains_tag FROM example;
  • 删除字段 
    SELECT data_b - 'age' AS without_age FROM example;

数据更新：

// 更新json数据中age字段值为30
UPDATE example SET data_b = jsonb_set(data_b, '{age}', '30')
WHERE data_b->>'name' = 'Alice';

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