データ工学基礎

鈴木 優

第四回

SQLによるデータの検索

本日の内容• SQLについて • 実際にデータベースを直接触ってみる • 自由な検索を行うことができるように

• 実際に使ってみる • データベースを直接 • Rails を使って

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SQLとは?• データベースを操作するための標準的な操作体系 • 表の演算を行う操作が主 • 表の構築，データ入力なども行うことができる • Rails は裏で SQL を生成し操作を行っている • データベースの種類によらず利用することが可能

• SQL をプログラム言語内に埋め込むことが可能 • 各データベースのドライバを利用

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授業アンケートの表を利用• データベースの中身を見る

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% mysql -uroot -p Enter password: MariaDB [(none)]> show databases; +-----------------------+ | Database | +-----------------------+ | question_development | | question_test | +-----------------------+ 11 rows in set (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> use question_development; Database changed

MariaDB [question_development]> show tables; +--------------------------------+ | Tables_in_question_development | +--------------------------------+ | ar_internal_metadata | | inquiries | | inquiries_students | | schema_migrations | | students | +--------------------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)

mysql コマンドでデータベースへデータベースの一覧

データベースへ入る

表の一覧

（参考）選択演算

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θ-選択演算リレーション R(A1,A2, ... ,An)において AiとAjがθ-比較可能であるとするとき，Ai

とAj上のθ-選択 -これをR[AiθAj]と表す - は次のように定義されるリレーション

である

<latexit sha1_base64="fHGzIub+9L/8JlXfb61bC6uONUU=">AAACpXichVFNT9tAEH2YtkD6QaAXJC6rRtCeonEvRUhIgV64IEEgASmOLNssYcGxLXsTBCl/oH+AAyeQAFX9GVw49EolfkLVI5V66YGx46pqUduxvDvz9r3Zt7tu5KtEE90MGIMPHj4aGh4pPH7y9NlocWy8noSd2JM1L/TDeMN1EumrQNa00r7ciGLptF1frru7b9P19a6MExUGa3o/ks220wrUlvIczZBdrFQb87YSlt6W2hHz9k5TzAmrJ7R4J7SlAlEV1p7cbEmhU2LzJzOtmGsd2sUSlSkLcT8x86SEPJbD4gUsbCKEhw7akAigOffhIOGvAROEiLEmeozFnKlsXeIQBdZ2mCWZ4TC6y2OLq0aOBlynPZNM7fEuPv8xKwWm6Jo+0C1d0Uf6Qj/+2quX9Ui97PPs9rUyskffT6x+/6+qzbPG9i/VPz1rbGEm86rYe5Qh6Sm8vr57cHS7Olud6k3TKX1l/yd0Q5d8gqD7zTtbkdVjFPgBzD+v+35Sf102qWyuUKmykD/FMCbxAq/4vt+ggkUso8b7nuMTrvHZeGksGWtGvU81BnLNc/wWhn0H1nugbg==</latexit>

商品番号 原価 売価刺身 600 500豆腐 90 75卵 95 100

商品

商品番号 原価 売価刺身 600 500豆腐 90 75

商品[原価>売価]

商品番号 原価 売価刺身 600 500

商品[原価>500]

SELECT 文

• 全学生を表示せよ • SELECT * FROM STUDENTS;

• 全質問を表示せよ • SELECT * FROM INQUIRIES;

• 質問だけを全部表示せよ • SELECT ENTRY FROM INQUIRIES;

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SELECT [属性名] FROM [表名];

[表名]の中から[属性名]に含まれるデータだけを表示せよ

（全ての属性の場合は属性名を * とする）

セミコロンを忘れない

出力順は一定ではないことに注意 （必ずしも毎回同じ順に出てくるわけではない）

SELECT 文（条件付き）

• 男性の学生を表示せよ • SELECT * FROM STUDENTS WHERE GENDER = ‘男';

• 学籍番号が101番から105番の学生を表示せよ • SELECT * FROM STUDENTS WHERE REG_NUM >= 101 AND REG_NUM <= 105;

• SELECT * FROM STUDENTS WHERE REG_NUM BETWEEN 101 AND 105

• 学籍番号が奇数の学生をIDと名前だけ表示せよ • SELECT ID, NAME FROM STUDENTS WHERE REG_NUM % 2 = 1;

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SELECT [属性名] FROM [表名] WHERE [条件];

[表名]の中から[条件]を満たす，[属性名]に含まれるデータだけを表示せよ

SELECT 文（順序）

• 学生を学籍番号順に表示せよ • SELECT * FROM STUDENTS ORDER BY REG_NUM;

• 学生を学籍番号の降順 • SELECT * FROM STUDENTS ORDER BY REG_NUM DESC;

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SELECT [属性名1] FROM [表名] ORDER BY [属性名2] (DESC);

[表名]の中から[属性名1]に含まれるデータだけを[属性名2]の昇順で表示せよ

SELECT 文（グループ）

• 学生ごとに回答した数を出力したい • SELECT student_id, COUNT(answer) FROM INQUIRIES_STUDENTS GROUP BY student_id;

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SELECT [属性名1] FROM [表名] GROUP BY [属性名2];

[表名]の中から[属性名2]でグループ化して出力

SELECT [属性名1] FROM [表名] GROUP BY [属性名2] HAVING [条件];

[表名]の中から[属性名2]でグループ化したもののうち[条件]を満たすものを出力

• 学生ごとに回答した数を出力したい（回答数が3個以上のもの） • SELECT student_id, COUNT(answer) FROM INQUIRIES_STUDENTS GROUP BY student_id HAVING COUNT(answer) >= 3;

（参考）内部結合 (Inner Join)

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A1 A2a 1b 2c 3

B1 B21 e1 f2 g2 h4 i4 j

R S

A1 A2 B1 B2a 1 1 ea 1 1 fb 2 2 gb 2 2 h

R[A2=B1]S

A2とB1双方に対応するカラムが無い場合には無視する

結合

• 学生表と回答表を結合せよ • SELECT * FROM STUDENTS, INQUIRIES_STUDENTS;

• 学生表，回答表，質問票をすべて結合せよ • SELECT * FROM STUDENTS, INQUIRIES_STUDENTS, INQUIRIES;

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SELECT [属性名] FROM [表名1],[表名2];

[表名1]と[表名2]を結合し[属性名]に含まれるデータだけを表示せよ

結合 (JOIN)

• 学生表と回答表のうち学生.IDと回答.student_idが同じものを結合して表示せよ • select * from students, inquiries_students where students.id = inquiries_students.id;

• select * from students join inquiries_students where students.id = inquiries_students.id;

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SELECT [属性名] FROM [表名1] JOIN [表名2] ON [条件];

SELECT [属性名] FROM [表名1],[表名2] WHERE [条件];

[表名1]と[表名2]を結合し[属性名]に含まれるデータのうち[条件]を満たすものだけを表示せよ

自己結合 (JOIN)

• 学生の総当たりの表を作成せよ • select A.name, B. name from students A, students B;

• 総当たりの表のうち二人は別の人となるように • select A.name, B.name from students A, students B where A.name != B.name;

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SELECT [属性名] FROM [表名1] JOIN [表名2] ON [条件];

SELECT [属性名] FROM [表名1],[表名2] WHERE [条件];

[表名1]と[表名2]を結合し[属性名]に含まれるデータのうち[条件]を満たすものだけを表示せよ

同じ表を結合することができる

SQLの中にSQLを書く

• 何らかの質問に一度でも「はい」と答えた学生の名前を出力せよ • select distinct name from students where id in (select student_id from inquiries_students where answer = ‘はい’);

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SELECT [属性名] FROM [表名1] WHERE [属性名] IN [SQL文]

SQL文の出力を条件文の中に入れる

和

• 学生の名前と質問の一覧を合わせて表示 • select name from students union select entry from inquiries;

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SELECT [属性名1] FROM [表名1] UNION SELECT [属性名2] FROM [表名2];

[属性名1]に含まれるデータと[属性名2]に含まれるデータの和

差SELECT [属性名1] FROM [表名1] WHERE NOT IN (SELECT [属性名2] FROM

[表名2]);

[属性名1]に含まれるデータであり，かつ[属性名2]に含まないデータ

• 学生の名前のうち田中二郎でない名前 • select name from students where name not in ( select name from students where name != ‘田中二郎’);

SQLのminusやexceptがMySQLでサポートされていないのでサブクエリで代替

制限 (LIMIT)

• 学生を3人表示せよ • select * from students limit 3;

• サブクエリの中では LIMITが使えない（未実装）

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SELECT [属性名] FROM [表名] LIMIT [数値];

[表名]の中から[属性名]に含まれるデータを [数値]個表示せよ

問題

初級編1. 学生の一覧を出力せよ

2. 質問の一覧を出力せよ

3. 質問IDが1である質問に「はい」と答えた数を出力せよ

4. 学生二人のペア候補を全て出力せよ

5. 学生IDが2である学生の回答を質問IDの昇順に出力せよ

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上級編1. 各学生ごとに，回答した質問の数を出力せよ

2. 各質問ごとに，回答した学生の数を出力せよ

3. 学生は全ての質問に答えなければならないが，いくつかの質問に

しか答えていない状況である．学生ごとに，答えていない質問を

すべて出力せよ

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Railsでデータを問合せ

コントローラでモデルを使って問合せ• 主な二つの方法 • Active Record を使った問合せ • ruby で問合せを書く→Rails 側で SQLに変換 • データベースに合った記述に自動的に変換してくれる • 非効率なSQLになる可能性もある

• SQLを使った問合せ • SQLを直接Railsのアプリケーションに記述 • データベースに依存する場合がある • SQLが非効率かどうかは書く人に依存する

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Active Record による問合せ• http://localhost:3000/students/ の内容を変更してみる • コントローラは app/controllers/students.html.erb • index は 6-8行目 • @students = Student.all の部分を変更していく

• モデル.where(条件) • 学籍番号901の人だけを表示 • @students = Student.where(reg_num: 901)

• 田中三郎さんだけを表示 • @students = Student.where(name: ‘田中三郎’)

• 学籍番号901で名前が田中三郎さんを表示 • Student.where(reg_num:901, name: ‘田中三郎’)

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SQLによる問合せ• 同じように変更する

• モデル.find_by_sql(SQL文字列) • 学籍番号901の人だけを表示 • Student.find_by_sql(‘select * from students where reg_num = 901’)

• 田中三郎さんだけを表示 • Student.find_by_sql(‘select * from students where name = ‘田中三郎’)

• 学籍番号901で名前が田中三郎さんだけを表示 • Student.find_by_sql(‘select * from students where reg_num = 901 and name = ‘田中三郎’)

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今回のまとめ• SQLによるデータベースへの問合せ • Railsによる問合せ

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次回予告• データベース設計について • 正規形

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