🥇DBMS Berfungsi

Dunia pangkalan data telah lama dikuasai oleh DBMS hubungan, yang menggunakan bahasa SQL. Sehinggakan varian yang muncul dipanggil NoSQL. Mereka berjaya mengukir tempat tertentu untuk diri mereka sendiri dalam pasaran ini, tetapi DBMS hubungan tidak akan mati, dan terus digunakan secara aktif untuk tujuan mereka.

Dalam artikel ini saya ingin menerangkan konsep pangkalan data berfungsi. Untuk pemahaman yang lebih baik, saya akan melakukan ini dengan membandingkannya dengan model hubungan klasik. Masalah daripada pelbagai ujian SQL yang terdapat di Internet akan digunakan sebagai contoh.

Pengenalan

Pangkalan data hubungan beroperasi pada jadual dan medan. Dalam pangkalan data berfungsi, kelas dan fungsi akan digunakan masing-masing. Medan dalam jadual dengan kekunci N akan diwakili sebagai fungsi parameter N. Daripada perhubungan antara jadual, fungsi akan digunakan yang mengembalikan objek kelas yang sambungan dibuat. Komposisi fungsi akan digunakan dan bukannya JOIN.

Sebelum beralih terus ke tugasan, saya akan menerangkan tugas logik domain. Untuk DDL saya akan menggunakan sintaks PostgreSQL. Untuk fungsi ia mempunyai sintaksnya sendiri.

Jadual dan medan

Objek Sku mudah dengan medan nama dan harga:

perhubungan

CREATE TABLE Sku
(
    id bigint NOT NULL,
    name character varying(100),
    price numeric(10,5),
    CONSTRAINT id_pkey PRIMARY KEY (id)
)

Berfungsi

CLASS Sku; name = DATA STRING[100] (Sku); price = DATA NUMERIC[10,5] (Sku);

Kami mengumumkan dua fungsi, yang mengambil satu parameter Sku sebagai input dan mengembalikan jenis primitif.

Diandaikan bahawa dalam DBMS berfungsi setiap objek akan mempunyai beberapa kod dalaman yang dijana secara automatik dan boleh diakses jika perlu.

Jom set harga produk/kedai/pembekal. Ia mungkin berubah mengikut masa, jadi mari tambah medan masa pada jadual. Saya akan melangkau mengisytiharkan jadual untuk direktori dalam pangkalan data hubungan untuk memendekkan kod:

perhubungan

CREATE TABLE prices
(
    skuId bigint NOT NULL,
    storeId bigint NOT NULL,
    supplierId bigint NOT NULL,
    dateTime timestamp without time zone,
    price numeric(10,5),
    CONSTRAINT prices_pkey PRIMARY KEY (skuId, storeId, supplierId)
)

Berfungsi

CLASS Sku; CLASS Store; CLASS Supplier; dateTime = DATA DATETIME (Sku, Store, Supplier); price = DATA NUMERIC[10,5] (Sku, Store, Supplier);

Indeks

Untuk contoh terakhir, kami akan membina indeks pada semua kunci dan tarikh supaya kami dapat mencari harga dengan cepat untuk masa tertentu.

perhubungan

CREATE INDEX prices_date
    ON prices
    (skuId, storeId, supplierId, dateTime)

Berfungsi

INDEX Sku sk, Store st, Supplier sp, dateTime(sk, st, sp);

tugas-tugas

Mari kita mulakan dengan masalah yang agak mudah diambil dari yang sepadan Perkara pada Habr.

Pertama, mari kita isytiharkan logik domain (untuk pangkalan data hubungan ini dilakukan secara langsung dalam artikel di atas).

CLASS Department; name = DATA STRING[100] (Department);

CLASS Employee; department = DATA Department (Employee); chief = DATA Employee (Employee); name = DATA STRING[100] (Employee); salary = DATA NUMERIC[14,2] (Employee);

Tugasan 1.1

Paparkan senarai pekerja yang menerima gaji lebih besar daripada penyelia terdekat mereka.

perhubungan

select a.*
from   employee a, employee b
where  b.id = a.chief_id
and    a.salary > b.salary

Berfungsi

SELECT name(Employee a) WHERE salary(a) > salary(chief(a));

Tugasan 1.2

Senaraikan pekerja yang menerima gaji maksimum di jabatan mereka

perhubungan

select a.*
from   employee a
where  a.salary = ( select max(salary) from employee b
                    where  b.department_id = a.department_id )

Berfungsi

maxSalary 'Максимальная зарплата' (Department s) = GROUP MAX salary(Employee e) IF department(e) = s; SELECT name(Employee a) WHERE salary(a) = maxSalary(department(a));

// или если "заинлайнить" SELECT name(Employee a) WHERE salary(a) = maxSalary(GROUP MAX salary(Employee e) IF department(e) = department(a));

Kedua-dua pelaksanaan adalah setara. Untuk kes pertama, dalam pangkalan data hubungan anda boleh menggunakan CREATE VIEW, yang dengan cara yang sama akan terlebih dahulu mengira gaji maksimum untuk jabatan tertentu di dalamnya. Dalam perkara berikut, untuk kejelasan, saya akan menggunakan kes pertama, kerana ia lebih mencerminkan penyelesaiannya.

Tugasan 1.3

Paparkan senarai ID jabatan, bilangan pekerja yang tidak melebihi 3 orang.

perhubungan

select department_id
from   employee
group  by department_id
having count(*) <= 3

Berfungsi

countEmployees 'Количество сотрудников' (Department d) = GROUP SUM 1 IF department(Employee e) = d; SELECT Department d WHERE countEmployees(d) <= 3;

Tugasan 1.4

Paparkan senarai pekerja yang tidak mempunyai pengurus yang ditetapkan bekerja di jabatan yang sama.

perhubungan

select a.*
from   employee a
left   join employee b on (b.id = a.chief_id and b.department_id = a.department_id)
where  b.id is null

Berfungsi

SELECT name(Employee a) WHERE NOT (department(chief(a)) = department(a));

Tugasan 1.5

Cari senarai ID jabatan dengan jumlah gaji pekerja maksimum.

perhubungan

with sum_salary as
  ( select department_id, sum(salary) salary
    from   employee
    group  by department_id )
select department_id
from   sum_salary a       
where  a.salary = ( select max(salary) from sum_salary )

Berfungsi

salarySum 'Максимальная зарплата' (Department d) = GROUP SUM salary(Employee e) IF department(e) = d; maxSalarySum 'Максимальная зарплата отделов' () = GROUP MAX salarySum(Department d); SELECT Department d WHERE salarySum(d) = maxSalarySum();

Mari kita beralih kepada tugas yang lebih kompleks daripada tugas yang lain Perkara. Ia mengandungi analisis terperinci tentang cara melaksanakan tugas ini dalam MS SQL.

Tugasan 2.1

Penjual manakah yang menjual lebih daripada 1997 unit produk No. 30 pada tahun 1?

Logik domain (seperti sebelum ini pada RDBMS kami melangkau perisytiharan):

CLASS Employee 'Продавец'; lastName 'Фамилия' = DATA STRING[100] (Employee);


CLASS Product 'Продукт';

id = DATA INTEGER (Product);

name = DATA STRING[100] (Product);
CLASS Order 'Заказ';

date = DATA DATE (Order);

employee = DATA Employee (Order);
CLASS Detail 'Строка заказа';

order = DATA Order (Detail); product = DATA Product (Detail); quantity = DATA NUMERIC[10,5] (Detail);

perhubungan

select LastName
from Employees as e
where (
  select sum(od.Quantity)
  from [Order Details] as od
  where od.ProductID = 1 and od.OrderID in (
    select o.OrderID
    from Orders as o
    where year(o.OrderDate) = 1997 and e.EmployeeID = o.EmployeeID)
) > 30

Berfungsi

sold (Employee e, INTEGER productId, INTEGER year) = GROUP SUM quantity(OrderDetail d) IF employee(order(d)) = e AND id(product(d)) = productId AND extractYear(date(order(d))) = year; SELECT lastName(Employee e) WHERE sold(e, 1, 1997) > 30;

Tugasan 2.2

Untuk setiap pembeli (nama, nama keluarga), cari dua barang (nama) yang pembeli membelanjakan wang paling banyak pada tahun 1997.

Kami memperluaskan logik domain dari contoh sebelumnya:

CLASS Customer 'Клиент'; contactName 'ФИО' = DATA STRING[100] (Customer);


customer = DATA Customer (Order);

unitPrice = DATA NUMERIC[14,2] (Detail); discount = DATA NUMERIC[6,2] (Detail);

perhubungan

SELECT ContactName, ProductName FROM (
SELECT c.ContactName, p.ProductName
, ROW_NUMBER() OVER (
    PARTITION BY c.ContactName
    ORDER BY SUM(od.Quantity * od.UnitPrice * (1 - od.Discount)) DESC
) AS RatingByAmt
FROM Customers c
JOIN Orders o ON o.CustomerID = c.CustomerID
JOIN [Order Details] od ON od.OrderID = o.OrderID
JOIN Products p ON p.ProductID = od.ProductID
WHERE YEAR(o.OrderDate) = 1997
GROUP BY c.ContactName, p.ProductName
) t
WHERE RatingByAmt < 3

Berfungsi

sum (Detail d) = quantity(d) * unitPrice(d) * (1 - discount(d)); bought 'Купил' (Customer c, Product p, INTEGER y) = GROUP SUM sum(Detail d) IF customer(order(d)) = c AND product(d) = p AND extractYear(date(order(d))) = y; rating 'Рейтинг' (Customer c, Product p, INTEGER y) = PARTITION SUM 1 ORDER DESC bought(c, p, y), p BY c, y; SELECT contactName(Customer c), name(Product p) WHERE rating(c, p, 1997) < 3;

Operator PARTITION berfungsi berdasarkan prinsip berikut: ia menjumlahkan ungkapan yang dinyatakan selepas SUM (di sini 1), dalam kumpulan yang ditentukan (di sini Pelanggan dan Tahun, tetapi boleh menjadi sebarang ungkapan), mengisih dalam kumpulan mengikut ungkapan yang dinyatakan dalam ORDER ( di sini dibeli, dan jika sama, maka mengikut kod produk dalaman).

Tugasan 2.3

Berapa banyak barang yang perlu ditempah daripada pembekal untuk memenuhi tempahan semasa.

Mari kembangkan logik domain sekali lagi:

CLASS Supplier 'Поставщик'; companyName = DATA STRING[100] (Supplier);


supplier = DATA Supplier (Product);

unitsInStock 'Остаток на складе' = DATA NUMERIC[10,3] (Product); reorderLevel 'Норма продажи' = DATA NUMERIC[10,3] (Product);

perhubungan

select s.CompanyName, p.ProductName, sum(od.Quantity) + p.ReorderLevel — p.UnitsInStock as ToOrder
from Orders o
join [Order Details] od on o.OrderID = od.OrderID
join Products p on od.ProductID = p.ProductID
join Suppliers s on p.SupplierID = s.SupplierID
where o.ShippedDate is null
group by s.CompanyName, p.ProductName, p.UnitsInStock, p.ReorderLevel
having p.UnitsInStock < sum(od.Quantity) + p.ReorderLevel

Berfungsi

orderedNotShipped 'Заказано, но не отгружено' (Product p) = GROUP SUM quantity(OrderDetail d) IF product(d) = p; toOrder 'К заказу' (Product p) = orderedNotShipped(p) + reorderLevel(p) - unitsInStock(p); SELECT companyName(supplier(Product p)), name(p), toOrder(p) WHERE toOrder(p) > 0;

Masalah dengan asterisk

Dan contoh terakhir adalah dari saya sendiri. Terdapat logik rangkaian sosial. Orang boleh berkawan antara satu sama lain dan suka antara satu sama lain. Dari perspektif pangkalan data berfungsi ia akan kelihatan seperti ini:

CLASS Person; likes = DATA BOOLEAN (Person, Person); friends = DATA BOOLEAN (Person, Person);

Ia adalah perlu untuk mencari calon yang mungkin untuk persahabatan. Secara lebih formal, anda perlu mencari semua orang A, B, C supaya A berkawan dengan B, dan B berkawan dengan C, A suka C, tetapi A tidak berkawan dengan C.
Dari perspektif pangkalan data berfungsi, pertanyaan akan kelihatan seperti ini:

SELECT Person a, Person b, Person c WHERE likes(a, c) AND NOT friends(a, c) AND friends(a, b) AND friends(b, c);

Pembaca digalakkan untuk menyelesaikan masalah ini dalam SQL sendiri. Diandaikan bahawa terdapat lebih sedikit rakan daripada orang yang anda suka. Oleh itu mereka berada dalam jadual berasingan. Jika berjaya, ada juga tugasan dengan dua bintang. Di dalamnya, persahabatan tidak simetri. Pada pangkalan data berfungsi ia akan kelihatan seperti ini:

SELECT Person a, Person b, Person c WHERE likes(a, c) AND NOT friends(a, c) AND (friends(a, b) OR friends(b, a)) AND (friends(b, c) OR friends(c, b));

UPD: penyelesaian kepada masalah dengan asterisk pertama dan kedua daripada dss_kalika:

SELECT 
   pl.PersonAID
  ,pf.PersonAID
  ,pff.PersonAID
FROM Persons                 AS p
--Лайки                      
JOIN PersonRelationShip      AS pl ON pl.PersonAID = p.PersonID
                                  AND pl.Relation  = 'Like'
--Друзья                     
JOIN PersonRelationShip      AS pf ON pf.PersonAID = p.PersonID 
                                  AND pf.Relation = 'Friend'
--Друзья Друзей              
JOIN PersonRelationShip      AS pff ON pff.PersonAID = pf.PersonBID
                                   AND pff.PersonBID = pl.PersonBID
                                   AND pff.Relation = 'Friend'
--Ещё не дружат         
LEFT JOIN PersonRelationShip AS pnf ON pnf.PersonAID = p.PersonID
                                   AND pnf.PersonBID = pff.PersonBID
                                   AND pnf.Relation = 'Friend'
WHERE pnf.PersonAID IS NULL

;WITH PersonRelationShipCollapsed AS (
  SELECT pl.PersonAID
        ,pl.PersonBID
        ,pl.Relation 
  FROM #PersonRelationShip      AS pl 
  
  UNION 

  SELECT pl.PersonBID AS PersonAID
        ,pl.PersonAID AS PersonBID
        ,pl.Relation
  FROM #PersonRelationShip      AS pl 
)
SELECT 
   pl.PersonAID
  ,pf.PersonBID
  ,pff.PersonBID
FROM #Persons                      AS p
--Лайки                      
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pl ON pl.PersonAID = p.PersonID
                                 AND pl.Relation  = 'Like'                                  
--Друзья                          
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pf ON pf.PersonAID = p.PersonID 
                                 AND pf.Relation = 'Friend'
--Друзья Друзей                   
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pff ON pff.PersonAID = pf.PersonBID
                                 AND pff.PersonBID = pl.PersonBID
                                 AND pff.Relation = 'Friend'
--Ещё не дружат                   
LEFT JOIN PersonRelationShipCollapsed AS pnf ON pnf.PersonAID = p.PersonID
                                   AND pnf.PersonBID = pff.PersonBID
                                   AND pnf.Relation = 'Friend'
WHERE pnf.[PersonAID] IS NULL

Kesimpulan

Perlu diingatkan bahawa sintaks bahasa yang diberikan hanyalah salah satu pilihan untuk melaksanakan konsep yang diberikan. SQL telah diambil sebagai asas, dan matlamatnya adalah untuk menjadi sama yang mungkin dengannya. Sudah tentu, sesetengah mungkin tidak menyukai nama kata kunci, daftar perkataan, dll. Perkara utama di sini ialah konsep itu sendiri. Jika mahu, anda boleh membuat kedua-dua C++ dan Python sintaks yang serupa.

Konsep pangkalan data yang diterangkan, pada pendapat saya, mempunyai kelebihan berikut:

Kesederhanaan. Ini adalah penunjuk yang agak subjektif yang tidak jelas dalam kes mudah. Tetapi jika anda melihat kes yang lebih kompleks (contohnya, masalah dengan asterisk), maka, pada pendapat saya, menulis pertanyaan sedemikian adalah lebih mudah.
Инкапсуляция. Dalam beberapa contoh saya mengisytiharkan fungsi perantaraan (contohnya, dijual, dibeli dsb.), dari mana fungsi berikutnya dibina. Ini membolehkan anda menukar logik fungsi tertentu, jika perlu, tanpa mengubah logik fungsi yang bergantung padanya. Sebagai contoh, anda boleh membuat jualan dijual dikira daripada objek yang sama sekali berbeza, manakala logik yang lain tidak akan berubah. Ya, ini boleh dilaksanakan dalam RDBMS menggunakan CREATE VIEW. Tetapi jika semua logik ditulis dengan cara ini, ia tidak akan kelihatan sangat boleh dibaca.
Tiada jurang semantik. Pangkalan data sedemikian beroperasi pada fungsi dan kelas (bukannya jadual dan medan). Sama seperti dalam pengaturcaraan klasik (jika kita menganggap bahawa kaedah adalah fungsi dengan parameter pertama dalam bentuk kelas yang dimilikinya). Oleh itu, lebih mudah untuk "berkawan" dengan bahasa pengaturcaraan universal. Selain itu, konsep ini membolehkan fungsi yang lebih kompleks dilaksanakan. Sebagai contoh, anda boleh membenamkan pengendali seperti:
CONSTRAINT sold(Employee e, 1, 2019) > 100 IF name(e) = 'Петя' MESSAGE 'Что-то Петя продает слишком много одного товара в 2019 году';
Pewarisan dan polimorfisme. Dalam pangkalan data berfungsi, anda boleh memperkenalkan berbilang warisan melalui binaan CLASS ClassP: Class1, Class2 dan melaksanakan pelbagai polimorfisme. Saya mungkin akan menulis bagaimana tepatnya dalam artikel akan datang.

Walaupun ini hanyalah satu konsep, kami sudah mempunyai beberapa pelaksanaan di Jawa yang menterjemahkan semua logik berfungsi kepada logik hubungan. Selain itu, logik representasi dan banyak perkara lain dilampirkan dengan indah, berkat yang kami dapati keseluruhannya platform. Pada asasnya, kami menggunakan RDBMS (hanya PostgreSQL buat masa ini) sebagai "mesin maya". Masalah kadangkala timbul dengan terjemahan ini kerana pengoptimum pertanyaan RDBMS tidak mengetahui statistik tertentu yang diketahui oleh FDBMS. Secara teori, adalah mungkin untuk melaksanakan sistem pengurusan pangkalan data yang akan menggunakan struktur tertentu sebagai storan, disesuaikan khusus untuk logik berfungsi.

Sumber: www.habr.com

DBMS berfungsi

Pengenalan

Jadual dan medan

Indeks

tugas-tugas

Tugasan 1.1

Tugasan 1.2

Tugasan 1.3

Tugasan 1.4

Tugasan 1.5

Tugasan 2.1

Tugasan 2.2

Tugasan 2.3

Masalah dengan asterisk

Kesimpulan

Tambah komen Batal reply