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    • MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统,在 WEB 应用方面 MySQL 是最好的 RDBMS(Relational Database Management System:关系数据库管理系统)应用软件之一

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    MySQL实战文章目录


    MySQL必会知识点梳理 (必看)

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    【介绍】

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    什么是数据库

    • 数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。
    • 每个数据库都有一个或多个不同的 API 用于创建,访问,管理,搜索和复制所保存的数据。
    • 我们也可以将数据存储在文件中,但是在文件中读写数据速度相对较慢。所以,现在我们使用关系型数据库管理系统(RDBMS)来存储和管理大数据量。所谓的关系型数据库,是建立在关系模型基础上的数据库,借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。

    MySQL数据库

    MySQL 是一个关系型数据库管理系统,由瑞典 MySQL AB 公司开发,目前属于 Oracle 公司。MySQL 是一种关联数据库管理系统,关联数据库将数据保存在不同的表中,而不是将所有数据放在一个大仓库内,这样就增加了速度并提高了灵活性。

    • MySQL 是开源的,目前隶属于 Oracle 旗下产品。
    • MySQL 支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
    • MySQL 使用标准的 SQL 数据语言形式。
    • MySQL 可以运行于多个系统上,并且支持多种语言。这些编程语言包括 C、C++、Python、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby 和 Tcl 等。
    • MySQL 对PHP有很好的支持,PHP 是目前最流行的 Web 开发语言。
    • MySQL 支持大型数据库,支持 5000 万条记录的数据仓库,32 位系统表文件最大可支持 4GB,64 位系统支持最大的表文件为8TB。
    • MySQL 是可以定制的,采用了 GPL 协议,你可以修改源码来开发自己的 MySQL 系统。

    RDBMS 术语

    在我们开始学习MySQL 数据库前,让我们先了解下RDBMS的一些术语

    • 数据库: 数据库是一些关联表的集合。
    • 数据表: 表是数据的矩阵。在一个数据库中的表看起来像一个简单的电子表格。
    • 列: 一列(数据元素) 包含了相同类型的数据, 例如邮政编码的数据。
    • 行:一行(=元组,或记录)是一组相关的数据,例如一条用户订阅的数据。
    • 冗余:存储两倍数据,冗余降低了性能,但提高了数据的安全性。
    • 主键:主键是唯一的。一个数据表中只能包含一个主键。你可以使用主键来查询数据。
    • 外键:外键用于关联两个表。
    • 复合键:复合键(组合键)将多个列作为一个索引键,一般用于复合索引。
    • 索引:使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。类似于书籍的目录。
    • 参照完整性: 参照的完整性要求关系中不允许引用不存在的实体。与实体完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件,目的是保证数据的一致性。

    MySQL 为关系型数据库(Relational Database Management System), 这种所谓的关系型可以理解为表格的概念, 一个关系型数据库由一个或数个表格组成, 如图所示的一个表格

    数据库表的存储位置

    MySQL数据表以文件方式存放在磁盘中:

    1. 包括表文件、数据文件以及数据库的选项文件
    2. 位置:MySQL安装目录\data下存放数据表。目录名对应数据库名,该目录下文件名对应数据表

    注:

    InnoDB类型数据表只有一个*. frm文件,以及上一级目录的ibdata1文件
    MylSAM类型数据表对应三个文件:

    1. *. frm —— 表结构定义文件
    2. *. MYD —— 数据文件
    3. *. MYI —— 索引文件

    存储位置:因操作系统而异,可查my.ini


    【数据类型】

    • MySQL提供的数据类型包括数值类型(整数类型和小数类型)、字符串类型、日期类型、复合类型(复合类型包括enum类型和set类型)以及二进制类型 。

    一. 整数类型

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    • 整数类型的数,默认情况下既可以表示正整数又可以表示负整数(此时称为有符号数)。如果只希望表示零和正整数,可以使用无符号关键字“unsigned”对整数类型进行修饰。
    • 各个类别存储空间及取值范围。

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    二. 小数类型

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    • decimal(length, precision)用于表示精度确定(小数点后数字的位数确定)的小数类型,length决定了该小数的最大位数,precision用于设置精度(小数点后数字的位数)。

    • 例如: decimal (5,2)表示小数取值范围:999.99~999.99 decimal (5,0)表示: -99999~99999的整数。

    • 各个类别存储空间及取值范围。

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    三. 字符串

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    • char()与varchar(): 例如对于简体中文字符集gbk的字符串而言,varchar(255)表示可以存储255个汉字,而每个汉字占用两个字节的存储空间。假如这个字符串没有那么多汉字,例如仅仅包含一个‘中’字,那么varchar(255)仅仅占用1个字符(两个字节)的储存空间;而char(255)则必须占用255个字符长度的存储空间,哪怕里面只存储一个汉字。
    • 各个类别存储空间及取值范围。

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    四. 日期类型

    • date表示日期,默认格式为‘YYYY-MM-DD’; time表示时间,格式为‘HH:ii:ss’; year表示年份; datetime与timestamp是日期和时间的混合类型,格式为’YYYY-MM-DD HH:ii:ss’。
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    • datetime与timestamp都是日期和时间的混合类型,区别在于: 表示的取值范围不同,datetime的取值范围远远大于timestamp的取值范围。 将NULL插入timestamp字段后,该字段的值实际上是MySQL服务器当前的日期和时间。 同一个timestamp类型的日期或时间,不同的时区,显示结果不同。
    • 各个类别存储空间及取值范围。

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    五. 复合类型

    • MySQL 支持两种复合数据类型:enum枚举类型和set集合类型。 enum类型的字段类似于单选按钮的功能,一个enum类型的数据最多可以包含65535个元素。 set 类型的字段类似于复选框的功能,一个set类型的数据最多可以包含64个元素。

    六. 二进制类型

    • 二进制类型的字段主要用于存储由‘0’和‘1’组成的字符串,因此从某种意义上将,二进制类型的数据是一种特殊格式的字符串。
    • 二进制类型与字符串类型的区别在于:字符串类型的数据按字符为单位进行存储,因此存在多种字符集、多种字符序;而二进制类型的数据按字节为单位进行存储,仅存在二进制字符集binary。

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    【约束】

    • 约束是一种限制,它通过对表的行或列的数据做出限制,来确保表的数据的完整性、唯一性。下面文章就来给大家介绍一下6种mysql常见的约束,希望对大家有所帮助。

    一. 非空约束(not null)

    • 非空约束用于确保当前列的值不为空值,非空约束只能出现在表对象的列上。

    • Null类型特征:所有的类型的值都可以是null,包括int、float 等数据类型

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    二. 唯一性约束(unique)

    • 唯一约束是指定table的列或列组合不能重复,保证数据的唯一性。
    • 唯一约束不允许出现重复的值,但是可以为多个null。
    • 同一个表可以有多个唯一约束,多个列组合的约束。
    • 在创建唯一约束时,如果不给唯一约束名称,就默认和列名相同。
    • 唯一约束不仅可以在一个表内创建,而且可以同时多表创建组合唯一约束。

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    三. 主键约束(primary key) PK

    • 主键约束相当于 唯一约束 + 非空约束 的组合,主键约束列不允许重复,也不允许出现空值。

    • 每个表最多只允许一个主键,建立主键约束可以在列级别创建,也可以在表级别创建。

    • 当创建主键的约束时,系统默认会在所在的列和列组合上建立对应的唯一索引。

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    四. 外键约束(foreign key) FK

    • 外键约束是用来加强两个表(主表和从表)的一列或多列数据之间的连接的,可以保证一个或两个表之间的参照完整性,外键是构建于一个表的两个字段或是两个表的两个字段之间的参照关系。

    • 创建外键约束的顺序是先定义主表的主键,然后定义从表的外键。也就是说只有主表的主键才能被从表用来作为外键使用,被约束的从表中的列可以不是主键,主表限制了从表更新和插入的操作。
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    五. 默认值约束 (Default)

    • 若在表中定义了默认值约束,用户在插入新的数据行时,如果该行没有指定数据,那么系统将默认值赋给该列,如果我们不设置默认值,系统默认为NULL。

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    六. 自增约束(AUTO_INCREMENT)

    • 自增约束(AUTO_INCREMENT)可以约束任何一个字段,该字段不一定是PRIMARY KEY字段,也就是说自增的字段并不等于主键字段。

    • 但是PRIMARY_KEY约束的主键字段,一定是自增字段,即PRIMARY_KEY 要与AUTO_INCREMENT一起作用于同一个字段。

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    当插入第一条记录时,自增字段没有给定一个具体值,可以写成DEFAULT/NULL,那么以后插入字段的时候,该自增字段就是从1开始,没插入一条记录,该自增字段的值增加1。当插入第一条记录时,给自增字段一个具体值,那么以后插入的记录在此自增字段上的值,就在第一条记录该自增字段的值的基础上每次增加1。也可以在插入记录的时候,不指定自增字段,而是指定其余字段进行插入记录的操作。


    【常用命令】

    登录数据库相关命令

    一. 启动服务

    语法:

    mysql> net stop mysql
    

    二. 关闭服务

    语法:

    mysql> net start mysql
    

    三. 链接MySQL

    • 语法:mysql -u用户名 -p密码;
    root@243ecf24bd0a:/ mysql -uroot -p123456;
    
    • 在以上命令行中,mysql 代表客户端命令,-u 后面跟连接的数据库用户,-p 表示需要输入密码。如果数据库设置正常,并输入正确的密码,将看到上面一段欢迎界面和一个 mysql>提示符。
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    四. 退出数据库

    • 语法:quit
    mysql> quit
    
    • 结果:
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    DDL(Data Definition Languages)语句:即数据库定义语句

    对于数据库而言实际上每一张表都表示是一个数据库的对象,而数据库对象指的就是DDL定义的所有操作,例如:表,视图,索引,序列,约束等等,都属于对象的操作,所以表的建立就是对象的建立,而对象的操作主要分为以下三类语法

    • 创建对象:CREATE 对象名称;
    • 删除对象:DROP 对象名称;
    • 修改对象:ALTER 对象名称;

    数据库相关操作

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    一. 创建数据库

    • 语法:create database 数据库名字;
    mysql> create database sqltest;
    
    • 结果:
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    二. 查看已经存在的数据库

    • 语法:show databases;
    mysql> show databases;
    
    • 结果:
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    可以发现,在上面的列表中除了刚刚创建的 mzc-test,sqltest,外,还有另外 4 个数据库,它们都是安装MySQL 时系统自动创建的,其各自功能如下。

    1. information_schema:主要存储了系统中的一些数据库对象信息。比如用户表信息、列信息、权限信息、字符集信息、分区信息等。
    2. cluster:存储了系统的集群信息。
    3. mysql:存储了系统的用户权限信息。
    4. test:系统自动创建的测试数据库,任何用户都可以使用。

    三. 选择数据库

    • 语法:use 数据库名;
    mysql> use mzc-test;
    
    • 返回Database changed代表我们已经选择 sqltest 数据库,后续所有操作将在 sqltest 数据库上执行。
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    • 有些人可能会问到,连接以后怎么退出。其实,不用退出来,use 数据库后,使用show databases就能查询所有数据库,如果想跳到其他数据库,用use 其他数据库名字。

    四. 查看数据库中的表

    • 语法:show tables;
    mysql> show tables;
    
    • 结果:
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    五. 删除数据库

    • 语法:drop database 数据库名称;
    mysql> drop database mzc-test;
    
    • 结果:
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    • 注意:删除时,最好用 `` 符号把表明括起来

    六. 设置表的类型

    • MySQL的数据表类型:MyISAMInnoDB、HEAP、 BOB、CSV等

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    语法:

    CREATE TABLE 表名(
    	#省略代码ENGINE= InnoDB;
    

    适用场景:

    1. 使用MyISAM:节约空间及响应速度快;不需事务,空间小,以查询访问为主
    2. 使用InnoDB:安全性,事务处理及多用户操作数据表;多删除、更新操作,安全性高,事务处理及并发控制
    
    1. 查看mysql所支持的引擎类型

    语法:

    SHOW ENGINES
    

    结果:

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    2. 查看默认引擎

    语法:

    SHOW VARIABLES LIKE 'storage_engine';
    

    结果:
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    数据库表相关操作

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    一. 创建表

    语法:create table 表名 {列名,数据类型,约束条件};

    CREATE TABLE `Student`(
    	`s_id` VARCHAR(20),
    	`s_name` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    	`s_birth` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    	`s_sex` VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT '',
    	PRIMARY KEY(`s_id`)
    );
    
    • 结果
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    注意:表名还请遵守数据库的命名规则,这条数据后面要进行删除,所以首字母为大写。

    二. 查看表定义

    • 语法:desc 表名
    mysql> desc Student;
    
    • 结果:
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    • 虽然 desc 命令可以查看表定义,但是其输出的信息还是不够全面,为了查看更全面的表定义信息,有时就需要通过查看创建表的 SQL 语句来得到,可以使用如下命令实现
    • 语法:show create table 表名 \G;
    mysql> show create table Student \G;
    
    • 结果:
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    • 从上面表的创建 SQL 语句中,除了可以看到表定义以外,还可以看到表的engine(存储引擎)和charset(字符集)等信息。\G选项的含义是使得记录能够按照字段竖着排列,对于内容比较长的记录更易于显示。

    三. 删除表

    • 语法:drop table 表名
    mysql> drop table Student;
    
    • 结果:

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    四. 修改表 (重要)

    • 对于已经创建好的表,尤其是已经有大量数据的表,如果需要对表做一些结构上的改变,我们可以先将表删除(drop),然后再按照新的表定义重建表。这样做没有问题,但是必然要做一些额外的工作,比如数据的重新加载。而且,如果有服务在访问表,也会对服务产生影响。因此,在大多数情况下,表结构的更改一般都使用 alter table语句,以下是一些常用的命令。
    1. 修改表类型
    • 语法:ALTER TABLE 表名 MODIFY [COLUMN] column_definition [FIRST | AFTER col_name]
    • 例如,修改表 student 的 s_name 字段定义,将 varchar(20)改为 varchar(30)
    mysql> alter table Student modify s_name varchar(30);
    
    • 结果:
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    2. 增加表字段
    • 语法:ALTER TABLE 表名 ADD [COLUMN] [FIRST | AFTER col_name];
    • 例如,表 student 上新增加字段 s_test,类型为 int(3)
    mysql> alter table student add column s_test int(3);
    
    • 结果:
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    3. 删除表字段
    • 语法:ALTER TABLE 表名 DROP [COLUMN] col_name
    • 例如,将字段 s_test 删除掉
    mysql> alter table Student drop column s_test;
    
    • 结果:
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    4. 字段改名
    • 语法:ALTER TABLE 表名 CHANGE [COLUMN] old_col_name column_definition [FIRST|AFTER col_name]
    • 例如,将 s_sex 改名为 s_sex1,同时修改字段类型为 int(4)
    mysql> alter table Student change s_sex s_sex1 int(4);
    
    • 结果:
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    注意:change 和 modify 都可以修改表的定义,不同的是 change 后面需要写两次列名,不方便。但是 change 的优点是可以修改列名称,modify 则不能。

    5. 修改字段排列顺序
    • 前面介绍的的字段增加和修改语法(ADD/CNAHGE/MODIFY)中,都有一个可选项first|after column_name,这个选项可以用来修改字段在表中的位置,默认 ADD 增加的新字段是加在表的最后位置,而 CHANGE/MODIFY 默认都不会改变字段的位置。

    • 例如,将新增的字段 s_test 加在 s_id 之后

    • 语法:alter table 表名 add 列名 数据类型 after 列名;

    mysql> alter table Student add s_test date after s_id;
    
    • 结果:
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    • 修改已有字段 s_name,将它放在最前面
    mysql> alter table Student modify s_name varchar(30) default '' first;
    
    • 结果:
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    注意:CHANGE/FIRST|AFTER COLUMN 这些关键字都属于 MySQL 在标准 SQL 上的扩展,在其他数据库上不一定适用。

    6.表名修改
    • 语法:ALTER TABLE 表名 RENAME [TO] new_tablename
    • 例如,将表 Student 改名为 student
    mysql> alter table Student rename student;
    
    • 结果:
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    DML(Data Manipulation Language)语句:即数据操纵语句

    • 用于操作数据库对象中所包含的数据

    一. 添加数据:INSERT

    Insert 语句用于向数据库中插入数据

    1. 插入单条数据(常用)

    语法:insert into 表名(列名1,列名2,...) values(值1,值2,...)

    特点:

    • 插入值的类型要与列的类型一致或兼容。插入NULL可实现为列插入NULL值。列的顺序可以调换。列数和值的个数必须一致。可省略列名,默认所有列,并且列的顺序和表中列的顺序一致。

    案例:

    -- 插入学生表测试数据
    insert into Student(s_id,s_name,s_birth,s_sex) values('01' , '赵信' , '1990-01-01' , '男');
    

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    2. 插入单条数据

    语法:INSERT INTO 表名 SET 列名 = 值,列名 = 值

    • 这种方式每次只能插入一行数据,每列的值通过赋值列表制定。

    案例:

    INSERT INTO student SET s_id='02',s_name='德莱厄斯',s_birth='1990-01-01',s_sex='男'
    

    在这里插入图片描述

    3. 插入多条数据

    语法:insert into 表名 values(值1,值2,值3),(值4,值5,值6),(值7,值8,值9);

    案例:

    INSERT INTO student VALUES('03','艾希','1990-01-01','女'),('04','德莱文','1990-08-06','男'),('05','俄洛依','1991-12-01','女');
    

    在这里插入图片描述

    上面的例子中,值1,值2,值3),(值4,值5,值6),(值7,值8,值9) 即为 Value List,其中每个括号内部的数据表示一行数据,这个例子中插入了三行数据。Insert 语句也可以只给部分列插入数据,这种情况下,需要在 Value List 之前加上 ColumnName List,

    例如:

    INSERT INTO student(s_name,s_sex) VALUES('艾希','女'),('德莱文','男');
    
    • 每行数据只指定了 s_name 和 s_sex 这两列的值,其他列的值会设为 Null。

    4. 表数据复制

    语法:INSERT INTO 表名 SELECT * from 表名;

    案例:

    INSERT INTO student SELECT * from student1;
    

    在这里插入图片描述注意:

    • 两个表的字段需要一直,并尽量保证要新增的表中没有数据

    二. 更新数据:UPDATE

    Update 语句一共有两种语法,分别用于更新单表数据和多表数据。

    在这里插入图片描述

    • 注意:没有 WHERE 条件的 UPDATE 会更新所有值!

    1. 修改一条数据的某个字段

    语法:UPDATE 表名 SET 字段名 =值 where 字段名=值

    案例:

    UPDATE student SET s_name ='张三' WHERE s_id ='01'
    

    在这里插入图片描述

    2. 修改多个字段为同一的值

    语法:UPDATE 表名 SET 字段名= 值 WHERE 字段名 in ('值1','值2','值3');

    案例:

    UPDATE student SET s_name = '李四' WHERE s_id in ('01','02','03');
    

    在这里插入图片描述

    3. 使用case when实现批量更新

    语法:update 表名 set 字段名 = case 字段名 when 值1 then '值' when 值2 then '值' when 值3 then '值' end where s_id in (值1,值2,值3)

    案例:

    update student set s_name = case s_id when 01 then '小王' when 02 then '小周' when 03 then '老周' end where s_id in (01,02,03)
    

    在这里插入图片描述

    • 这句sql的意思是,更新 s_name 字段,如果 s_id 的值为 01 则 s_name 的值为 小王,s_id = 02 则 s_name = 小周,如果s_id =03 则 s_name 的值为 老周。
    • 这里的where部分不影响代码的执行,但是会提高sql执行的效率。确保sql语句仅执行需要修改的行数,这里只有3条数据进行更新,而where子句确保只有3行数据执行。

    案例 2:

    UPDATE student SET s_birth = CASE s_name
    	WHEN '小王' THEN
    		'2019-01-20'
    	WHEN '小周' THEN
    		'2019-01-22'
    END WHERE s_name IN ('小王','小周');
    

    在这里插入图片描述

    三. 删除数据:DELETE

    • 数据库一旦删除数据,它就会永远消失。 因此,在执行DELETE语句之前,应该先备份数据库,以防万一要找回删除过的数据。

    1. 删除指定数据

    语法:DELETE FROM 表名 WHERE 列名=值

    • 注意:删除的时候如果不指定where条件,则保留数据表结构,删除全部数据行,有主外键关系的都删不了

    案例:

    DELETE FROM student WHERE s_id='09'
    

    在这里插入图片描述与 SELECT 语句不同的是,DELETE 语句中不能使用 GROUP BY、 HAVING 和 ORDER BY 三类子句,而只能使用WHERE 子句。原因很简单, GROUP BY 和 HAVING 是从表中选取数据时用来改变抽取数据形式的, 而 ORDER BY 是用来指定取得结果显示顺序的。因此,在删除表中数据 时它们都起不到什么作用。`

    2. 删除表中全部数据

    语法:TRUNCATE 表名;

    • 注意:全部删除,内存无痕迹,如果有自增会重新开始编号。

    • 与 DELETE 不同的是,TRUNCATE 只能删除表中的全部数据,而不能通过 WHERE 子句指定条件来删除部分数据。也正是因为它不能具体地控制删除对象, 所以其处理速度比 DELETE 要快得多。实际上,DELETE 语句在 DML 语句中也 属于处理时间比较长的,因此需要删除全部数据行时,使用 TRUNCATE 可以缩短 执行时间。

    案例:

    TRUNCATE student1;
    

    在这里插入图片描述


    DQL(Data Query Language)语句:即数据查询语句

    • 查询数据库中的记录,关键字 SELECT,这块内容非常重要!

    一. wherer 条件语句

    语法:select 列名 from 表名 where 列名 =值

    where的作用:

    1. 用于检索数据表中符合条件的记录
    2. 搜索条件可由一个或多个逻辑表达式组成,结果一般为真或假

    搜索条件的组成:

    • 算数运算符

    在这里插入图片描述

    • 逻辑操作符(操作符有两种写法)
      在这里插入图片描述
    • 比较运算符

    在这里插入图片描述

    注意:数值数据类型的记录之间才能进行算术运算,相同数据类型的数据之间才能进行比较。

    表数据
    在这里插入图片描述

    案例 1(AND):

    SELECT  * FROM student WHERE s_name ='小王' AND s_sex='男'
    

    在这里插入图片描述
    案例 2(OR):

    SELECT  * FROM student WHERE s_name ='崔丝塔娜' OR s_sex='男'
    

    在这里插入图片描述

    案例 3(NOT):

    SELECT  * FROM student WHERE NOT s_name ='崔丝塔娜' 
    

    在这里插入图片描述
    案例 4(IS NULL):

    SELECT * FROM student WHERE s_name IS NULL;
    

    在这里插入图片描述
    案例 5(IS NOT NULL):

    SELECT * FROM student WHERE s_name IS NOT NULL;
    

    在这里插入图片描述
    案例 6(BETWEEN):

    SELECT * FROM student WHERE s_birth BETWEEN '2019-01-20' AND '2019-01-22'
    

    在这里插入图片描述

    案例 7(LINK):

    SELECT * FROM student WHERE s_name LIKE '小%'
    

    在这里插入图片描述

    案例 8(IN):

    SELECT * FROM student WHERE s_name IN ('小王','小周')
    

    在这里插入图片描述

    二. as 取别名

    • 表里的名字没有变,只影响了查询出来的结果

    案例:

    SELECT s_name as `name` FROM student 
    

    在这里插入图片描述

    • 使用as也可以为表取别名 (作用:单表查询意义不大,但是当多个表的时候取别名就好操作,当不同的表里有相同名字的列的时候区分就会好区分)

    三. distinct 去除重复记录

    • 注意:当查询结果中所有字段全都相同时 才算重复的记录

    案例

    SELECT DISTINCT * FROM student
    

    在这里插入图片描述

    指定字段

    1. 星号表示所有字段
    2. 手动指定需要查询的字段
    SELECT DISTINCT s_name,s_birth FROM student
    

    在这里插入图片描述

    1. 还可也是四则运算
    2. 聚合函数

    四. group by 分组

    • group by的意思是根据by对数据按照哪个字段进行分组,或者是哪几个字段进行分组。

    语法:

    select 字段名 from 表名 group by 字段名称;
    

    1. 单个字段分组

    SELECT COUNT(*)FROM student GROUP BY s_sex;
    

    在这里插入图片描述

    2. 多个字段分组

    SELECT s_name,s_sex,COUNT(*) FROM student GROUP BY s_name,s_sex;
    

    在这里插入图片描述

    • 注意:多个字段进行分组时,需要将s_name和s_sex看成一个整体,只要是s_name和s_sex相同的可以分成一组;如果只是s_sex相同,s_sex不同就不是一组。

    五. having 过滤

    • HAVING 子句对 GROUP BY 子句设置条件的方式与 WHERE 和 SELECT 的交互方式类似。WHERE 搜索条件在进行分组操作之前应用;而 HAVING 搜索条件在进行分组操作之后应用。HAVING 语法与 WHERE 语法类似,但 HAVING 可以包含聚合函数。HAVING 子句可以引用选择列表中显示的任意项。

    我们如果要查询男生或者女生,人数大于4的性别

    
    SELECT s_sex as 性别,count(s_id) AS 人数 FROM student GROUP BY s_sex HAVING COUNT(s_id)>4
    

    在这里插入图片描述

    六. order by 排序

    • 根据某个字段排序,默认升序(从小到大)

    语法:

    select * from 表名 order by 字段名;
    

    1. 一个字段,降序(从大到小)

    SELECT * FROM student ORDER BY s_id DESC;
    

    在这里插入图片描述

    2. 多个字段

    SELECT * FROM student ORDER BY s_id DESC, s_birth ASC;
    

    在这里插入图片描述

    • 多个字段 第一个相同在按照第二个 asc 表示升序

    limit 分页

    • 用于限制要显示的记录数量

    语法1:

    select * from table_name limit 个数;
    

    语法2:

    select * from table_name limit 起始位置,个数;
    

    案例:

    • 查询前三条数据
    SELECT * FROM student LIMIT 3;
    

    在这里插入图片描述

    • 从第三条开始 查询3条
    SELECT * FROM student LIMIT 2,3;
    

    在这里插入图片描述

    注意:起始位置 从0开始

    经典的使用场景:分页显示

    1. 每一页显示的条数 a = 3
    2. 明确当前页数 b = 2
    3. 计算起始位置 c = (b-1) * a

    子查询

    • 将一个查询语句的结果作为另一个查询语句的条件或是数据来源,​ 当我们一次性查不到想要数据时就需要使用子查询。
    SELECT
    	* 
    FROM
    	score 
    WHERE
    	s_id =(
    	SELECT
    		s_id 
    	FROM
    		student 
    WHERE
    	s_name = '赵信')
    

    在这里插入图片描述

    1. in 关键字子查询

    • 当内层查询 (括号内的) 结果会有多个结果时, 不能使用 = 必须是in ,另外子查询必须只能包含一列数据

    子查询的思路:

    1. 要分析 查到最终的数据 到底有哪些步骤
    2. 根据步骤写出对应的sql语句
    3. 把上一个步骤的sql语句丢到下一个sql语句中作为条件
    SELECT
    	* 
    FROM
    	score 
    WHERE
    	s_id IN (
    	SELECT
    		s_id 
    	FROM
    		student 
    WHERE
    	s_sex = '男')
    

    在这里插入图片描述

    exists 关键字子查询

    • 当内层查询 有结果时 外层才会执行

    多表查询

    1. 笛卡尔积查询

    • 笛卡尔积查询的结果会出现大量的错误数据即,数据关联关系错误,并且会产生重复的字段信息 !

    2. 内连接查询

    • 本质上就是笛卡尔积查询,inner可以省略。

    在这里插入图片描述

    语法:

    select * from1 inner join2;
    

    3. 左外连接查询

    • 左边的表无论是否能够匹配都要完整显示,右边的仅展示匹配上的记录

    在这里插入图片描述

    • 注意: 在外连接查询中不能使用where 关键字 必须使用on专门来做表的对应关系

    4. 右外连接查询

    • 右边的表无论是否能够匹配都要完整显示,左边的仅展示匹配上的记录

    在这里插入图片描述


    DCL(Data Control Language)语句:即数据控制语句

    • DCL(Data Control Language)语句:数据控制语句,用于控制不同数据段直接的许可和访问级别的语句。这些语句定义了数据库、表、字段、用户的访问权限和安全级别。

    关键字

    • GRANT
    • REVOKE

    查看用户权限

    当成功创建用户账户后,还不能执行任何操作,需要为该用户分配适当的访问权限。可以使用SHOW GRANTS FOR语句来查询用户的权限。

    例如:

    mysql> SHOW GRANTS FOR test;
    +-------------------------------------------+
    | Grants for test@%                         |
    +-------------------------------------------+
    | GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'test'@'%' |
    +-------------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)
    

    GRANT语句

    • 对于新建的MySQL用户,必须给它授权,可以用GRANT语句来实现对新建用户的授权。

    格式语法

    GRANT
        priv_type [(column_list)]
          [, priv_type [(column_list)]] ...
        ON [object_type] priv_level
        TO user [auth_option] [, user [auth_option]] ...
        [REQUIRE {NONE | tls_option [[AND] tls_option] ...}]
        [WITH {GRANT OPTION | resource_option} ...]
    
    GRANT PROXY ON user
        TO user [, user] ...
        [WITH GRANT OPTION]
    
    object_type: {
        TABLE
      | FUNCTION
      | PROCEDURE
    }
    
    priv_level: {
        *
      | *.*
      | db_name.*
      | db_name.tbl_name
      | tbl_name
      | db_name.routine_name
    }
    
    user:
        (see Section 6.2.4, “Specifying Account Names”)
    
    auth_option: {
        IDENTIFIED BY 'auth_string'
      | IDENTIFIED WITH auth_plugin
      | IDENTIFIED WITH auth_plugin BY 'auth_string'
      | IDENTIFIED WITH auth_plugin AS 'auth_string'
      | IDENTIFIED BY PASSWORD 'auth_string'
    }
    
    tls_option: {
        SSL
      | X509
      | CIPHER 'cipher'
      | ISSUER 'issuer'
      | SUBJECT 'subject'
    }
    
    resource_option: {
      | MAX_QUERIES_PER_HOUR count
      | MAX_UPDATES_PER_HOUR count
      | MAX_CONNECTIONS_PER_HOUR count
      | MAX_USER_CONNECTIONS count
    }
    

    权限类型(priv_type)

    • 授权的权限类型一般可以分为数据库、表、列、用户。
    授予数据库权限类型

    授予数据库权限时,priv_type可以指定为以下值:

    • SELECT:表示授予用户可以使用 SELECT 语句访问特定数据库中所有表和视图的权限。
    • INSERT:表示授予用户可以使用 INSERT 语句向特定数据库中所有表添加数据行的权限。
    • DELETE:表示授予用户可以使用 DELETE 语句删除特定数据库中所有表的数据行的权限。
    • UPDATE:表示授予用户可以使用 UPDATE 语句更新特定数据库中所有数据表的值的权限。
    • REFERENCES:表示授予用户可以创建指向特定的数据库中的表外键的权限。
    • CREATE:表示授权用户可以使用 CREATE TABLE 语句在特定数据库中创建新表的权限。
    • ALTER:表示授予用户可以使用 ALTER TABLE 语句修改特定数据库中所有数据表的权限。
    • SHOW VIEW:表示授予用户可以查看特定数据库中已有视图的视图定义的权限。
    • CREATE ROUTINE:表示授予用户可以为特定的数据库创建存储过程和存储函数的权限。
    • ALTER ROUTINE:表示授予用户可以更新和删除数据库中已有的存储过程和存储函数的权限。
    • INDEX:表示授予用户可以在特定数据库中的所有数据表上定义和删除索引的权限。
    • DROP:表示授予用户可以删除特定数据库中所有表和视图的权限。
    • CREATE TEMPORARY TABLES:表示授予用户可以在特定数据库中创建临时表的权限。
    • CREATE VIEW:表示授予用户可以在特定数据库中创建新的视图的权限。
    • EXECUTE ROUTINE:表示授予用户可以调用特定数据库的存储过程和存储函数的权限。
    • LOCK TABLES:表示授予用户可以锁定特定数据库的已有数据表的权限。
    • SHOW DATABASES:表示授权可以使用SHOW DATABASES语句查看所有已有的数据库的定义的权限。
    • ALL或ALL PRIVILEGES:表示以上所有权限。

    授予表权限类型

    授予表权限时,priv_type可以指定为以下值:

    • SELECT:授予用户可以使用 SELECT 语句进行访问特定表的权限。
    • INSERT:授予用户可以使用 INSERT 语句向一个特定表中添加数据行的权限。
    • DELETE:授予用户可以使用 DELETE 语句从一个特定表中删除数据行的权限。
    • DROP:授予用户可以删除数据表的权限。
    • UPDATE:授予用户可以使用 UPDATE 语句更新特定数据表的权限。
    • ALTER:授予用户可以使用 ALTER TABLE 语句修改数据表的权限。
    • REFERENCES:授予用户可以创建一个外键来参照特定数据表的权限。
    • CREATE:授予用户可以使用特定的名字创建一个数据表的权限。
    • INDEX:授予用户可以在表上定义索引的权限。
    • ALL或ALL PRIVILEGES:所有的权限名。
    授予列(字段)权限类型
    • 授予列(字段)权限时,priv_type的值只能指定为SELECT、INSERT和UPDATE,同时权限的后面需要加上列名列表(column-list)。
    授予创建和删除用户的权限
    • 授予列(字段)权限时,priv_type的值指定为CREATE USER权限,具备创建用户、删除用户、重命名用户和撤消所有特权,而且是全局的。

    ON

    • 有ON,是授予权限,无ON,是授予角色。如:
    -- 授予数据库db1的所有权限给指定账户
    GRANT ALL ON db1.* TO 'user1'@'localhost';
    -- 授予角色给指定的账户
    GRANT 'role1', 'role2' TO 'user1'@'localhost', 'user2'@'localhost';
    

    对象类型(object_type)

    • 在ON关键字后给出要授予权限的object_type,通常object_type可以是数据库名、表名等。

    权限级别(priv_level)

    指定权限级别的值有以下几类格式:

    • *:表示当前数据库中的所有表。
    • .:表示所有数据库中的所有表。
    • db_name.*:表示某个数据库中的所有表,db_name指定数据库名。
    • db_name.tbl_name:表示某个数据库中的某个表或视图,db_name指定数据库名,tbl_name指定表名或视图名。
    • tbl_name:表示某个表或视图,tbl_name指定表名或视图名。
    • db_name.routine_name:表示某个数据库中的某个存储过程或函数,routine_name指定存储过程名或函数名。

    被授权的用户(user)

    'user_name'@'host_name'
    
    • Tips:'host_name’用于适应从任意主机访问数据库而设置的,可以指定某个地址或地址段访问。
    • 可以同时授权多个用户。

    user表中host列的默认值

    host说明
    %匹配所有主机
    localhostlocalhost不会被解析成IP地址,直接通过UNIXsocket连接
    127.0.0.1会通过TCP/IP协议连接,并且只能在本机访问
    ::1::1就是兼容支持ipv6的,表示同ipv4的127.0.0.1

    host_name格式有以下几种:

    • 使用%模糊匹配,符合匹配条件的主机可以访问该数据库实例,例如192.168.2.%或%.test.com;
    • 使用localhost、127.0.0.1、::1及服务器名等,只能在本机访问;
    • 使用ip地址或地址段形式,仅允许该ip或ip地址段的主机访问该数据库实例,例如192.168.2.1或192.168.2.0/24或192.168.2.0/255.255.255.0;
    • 省略即默认为%。

    身份验证方式(auth_option)

    • auth_option为可选字段,可以指定密码以及认证插件(mysql_native_password、sha256_password、caching_sha2_password)。

    加密连接(tls_option)

    • tls_option为可选的,一般是用来加密连接。

    用户资源限制(resource_option)

    • resource_option为可选的,一般是用来指定最大连接数等。
    参数说明
    MAX_QUERIES_PER_HOUR count每小时最大查询数
    MAX_UPDATES_PER_HOUR count每小时最大更新数
    MAX_CONNECTIONS_PER_HOUR count每小时连接次数
    MAX_USER_CONNECTIONS count用户最大连接数

    权限生效

    • 若要权限生效,需要执行以下语句:
    FLUSH PRIVILEGES;
    

    REVOKE语句

    • REVOKE语句主要用于撤销权限。

    语法格式

    • REVOKE语法和GRANT语句的语法格式相似,但具有相反的效果
    REVOKE
        priv_type [(column_list)]
          [, priv_type [(column_list)]] ...
        ON [object_type] priv_level
        FROM user [, user] ...
    
    REVOKE ALL [PRIVILEGES], GRANT OPTION
        FROM user [, user] ...
    
    REVOKE PROXY ON user
        FROM user [, user] ...
    
    • 若要使用REVOKE语句,必须拥有MySQL数据库的全局CREATE USER权限或UPDATE权限;
    • 第一种语法格式用于回收指定用户的某些特定的权限,第二种回收指定用户的所有权限;

    TCL(Transaction Control Language)语句:事务控制语句

    什么是事物?

    • 一个或一组sql语句组成一个执行单元,这个执行单元要么全部执行,要么全部不执行

    事务的ACID属性

    • 原子性:事务是一个不可分割的工作单位,事务中的操作要么都发生,要么都不发生

    • 一致性:事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态

    • 隔离性:一个事务的执行不能被其他事务干扰,即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰

    • 持久性:一个事务一旦被提交,它对数据库中数据的改变就是永久性的,接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响

    分类

    • 隐式事务:事务没有明显的开启和结束的标记(比如insert,update,delete语句)

    • 显式事务:事务具有明显的开启和结束的标记(autocommit变量设置为0)

    事务的使用步骤

    开启事务

    • 默认开启事务
    SET autocommit = 0 ;
    

    提交事务

    COMMIT;
    

    回滚事务

    ROLLBACK ;
    

    查看当前的事务隔离级别

    select @@tx_isolation;
    

    设置当前连接事务的隔离级别

    set session transaction isolation level read uncommitted;
    

    设置数据库系统的全局的隔离级别

    set global transaction isolation level read committed ;
    

    【常用函数】

    • MySQL提供了众多功能强大、方便易用的函数,使用这些函数,可以极大地提高用户对于数据库的管理效率,从而更加灵活地满足不同用户的需求。本文将MySQL的函数分类并汇总,以便以后用到的时候可以随时查看。

    (这里使用 Navicat Premium 15 工具进行演示)

    在这里插入图片描述

    因为内容太多了这里只演示一些常用的在这里插入图片描述

    一. 数学函数

    对数值型的数据进行指定的数学运算,如abs()函数可以获得给定数值的绝对值,round()函数可以对给定的数值进行四舍五入。

    1. ABS(number)

    • 作用:返回 number 的绝对值
    SELECT
     ABS(s_score)
    FROM
    	score;
    

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    • ABS(-86) 返回:86

    • number 参数可以是任意有效的数值表达式。如果 number 包含 Null,则返回 Null;如果是未初始化变量,则返回 0。

    2. PI()

    • 例1:pi() 返回:3.141592653589793

    • 例2:pi(2) 返回:6.283185307179586

    • 作用:计算圆周率及其倍数

    3. SQRT(x)

    • 作用:返回非负数的x的二次方根

    4. MOD(x,y)

    • 作用:返回x被y除后的余数

    5. CEIL(x)、CEILING(x)

    • 作用:返回不小于x的最小整数

    6. FLOOR(x)

    • 作用:返回不大于x的最大整数

    7. FLOOR(x)

    • 作用:返回不大于x的最大整数

    8. ROUND(x)、ROUND(x,y)

    • 作用:前者返回最接近于x的整数,即对x进行四舍五入;后者返回最接近x的数,其值保留到小数点后面y位,若y为负值,则将保留到x到小数点左边y位
    SELECT ROUND(345222.9)
    

    在这里插入图片描述

    • 参数说明: numberExp 需要进行截取的数据 nExp 整数,用于指定需要进行截取的位置,>0:从小数点往右位移nExp个位数, <0:从小数点往左

    nExp个位数 =0:表示当前小数点的位置

    9. POW(x,y)和、POWER(x,y)

    • 作用:返回x的y次乘方的值

    10. EXP(x)

    • 作用:返回e的x乘方后的值

    11. LOG(x)

    • 作用:返回x的自然对数,x相对于基数e的对数

    12. LOG10(x)

    • 作用:返回x的基数为10的对数

    13. RADIANS(x)

    • 作用:返回x由角度转化为弧度的值

    14. DEGREES(x)

    • 作用:返回x由弧度转化为角度的值

    15. SIN(x)、ASIN(x)

    • 作用:前者返回x的正弦,其中x为给定的弧度值;后者返回x的反正弦值,x为正弦

    16. COS(x)、ACOS(x)

    • 作用:前者返回x的余弦,其中x为给定的弧度值;后者返回x的反余弦值,x为余弦

    17. TAN(x)、ATAN(x)

    • 作用:前者返回x的正切,其中x为给定的弧度值;后者返回x的反正切值,x为正切

    18. COT(x)

    • 作用:返回给定弧度值x的余切

    二. 字符串函数

    1. CHAR_LENGTH(str)

    • 作用:计算字符串字符个数
    SELECT CHAR_LENGTH('这是一个十二个字的字符串');
    

    在这里插入图片描述

    2. CONCAT(s1,s2,…)

    • 作用:返回连接参数产生的字符串,一个或多个待拼接的内容,任意一个为NULL则返回值为NULL
    SELECT CONCAT('拼接','测试');
    

    在这里插入图片描述

    3. CONCAT_WS(x,s1,s2,…)

    • 作用:返回多个字符串拼接之后的字符串,每个字符串之间有一个x
    SELECT CONCAT_WS('-','测试','拼接','WS') 
    

    在这里插入图片描述

    4. INSERT(s1,x,len,s2)

    • 作用:返回字符串s1,其子字符串起始于位置x,被字符串s2取代len个字符
    SELECT INSERT('测试字符串替换',2,1,'牛');
    

    在这里插入图片描述

    5. LOWER(str)和LCASE(str)、UPPER(str)和UCASE(str)

    • 作用:前两者将str中的字母全部转换成小写,后两者将字符串中的字母全部转换成大写
    SELECT LOWER('JHGYTUGHJGG'),LCASE('HKJHKJHKJHKJ');
    

    在这里插入图片描述

    SELECT UPPER('aaaaaa'),UCASE('vvvvv');
    

    在这里插入图片描述

    6. LEFT(s,n)、RIGHT(s,n)

    • 作用:前者返回字符串s从最左边开始的n个字符,后者返回字符串s从最右边开始的n个字符
    SELECT LEFT('左边开始',2),RIGHT('右边开始',2);
    

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    7. LPAD(s1,len,s2)、RPAD(s1,len,s2)

    • 作用:前者返回s1,其左边由字符串s2填补到len字符长度,假如s1的长度大于len,则返回值被缩短至len字符;前者返回s1,其右边由字符串s2填补到len字符长度,假如s1的长度大于len,则返回值被缩短至len字符
    SELECT LEFT('左边开始',2),RIGHT('右边开始',2);
    

    在这里插入图片描述

    8. LTRIM(s)、RTRIM(s)

    • 作用:前者返回字符串s,其左边所有空格被删除;后者返回字符串s,其右边所有空格被删除
    SELECT LTRIM('       左边开始'),RTRIM('    右边开始         ');
    

    在这里插入图片描述

    9. TRIM(s)

    • 作用:返回字符串s删除了两边空格之后的字符串
    SELECT TRIM(' 是是 ');
    

    在这里插入图片描述

    10. TRIM(s1 FROM s)

    • 作用:删除字符串s两端所有子字符串s1,未指定s1的情况下则默认删除空格

    11. REPEAT(s,n)

    • 作用:返回一个由重复字符串s组成的字符串,字符串s的数目等于n
    SELECT REPEAT('测试',5);
    

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    12. SPACE(n)

    • 作用:返回一个由n个空格组成的字符串
    SELECT SPACE(20);
    

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    13. REPLACE(s,s1,s2)

    • 作用:返回一个字符串,用字符串s2替代字符串s中所有的字符串s1

    14. STRCMP(s1,s2)

    • 作用:若s1和s2中所有的字符串都相同,则返回0;根据当前分类次序,第一个参数小于第二个则返回-1,其他情况返回1
    SELECT STRCMP('我我我','我我我');
    

    在这里插入图片描述

    SELECT STRCMP('我我我','是是是');
    

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    15. SUBSTRING(s,n,len)、MID(s,n,len)

    • 作用:两个函数作用相同,从字符串s中返回一个第n个字符开始、长度为len的字符串
    SELECT SUBSTRING('测试测试',2,2);
    

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    SELECT MID('测试测试',2,2);
    

    在这里插入图片描述

    16. LOCATE(str1,str)、POSITION(str1 IN str)、INSTR(str,str1)

    • 作用:三个函数作用相同,返回子字符串str1在字符串str中的开始位置(从第几个字符开始)
    SELECT LOCATE('字','获取字符串的位置');
    

    在这里插入图片描述

    17. REVERSE(s)

    • 作用:将字符串s反转
    SELECT REVERSE('字符串反转');
    

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    18. ELT(N,str1,str2,str3,str4,…)

    • 作用:返回第N个字符串
    SELECT ELT(2,'字符串反转','sssss');
    

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    三. 日期和时间函数

    当前时间
    在这里插入图片描述

    1. CURDATE()、CURRENT_DATE()

    • 作用:将当前日期按照"YYYY-MM-DD"或者"YYYYMMDD"格式的值返回,具体格式根据函数用在字符串或是数字语境中而定

    2. CURRENT_TIMESTAMP()、LOCALTIME()、NOW()、SYSDATE()

    • 作用:这四个函数作用相同,返回当前日期和时间值,格式为"YYYY_MM-DD HH:MM:SS"或"YYYYMMDDHHMMSS",具体格式根据函数用在字符串或数字语境中而定
    SELECT CURRENT_TIMESTAMP()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT LOCALTIME()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT NOW()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT SYSDATE()
    

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    3. UNIX_TIMESTAMP()、UNIX_TIMESTAMP(date)

    • 作用:前者返回一个格林尼治标准时间1970-01-01 00:00:00到现在的秒数,后者返回一个格林尼治标准时间1970-01-01 00:00:00到指定时间的秒数
    SELECT UNIX_TIMESTAMP()
    

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    4. FROM_UNIXTIME(date)

    • 作用:和UNIX_TIMESTAMP互为反函数,把UNIX时间戳转换为普通格式的时间

    5. UTC_DATE()和UTC_TIME()

    • 前者返回当前UTC(世界标准时间)日期值,其格式为"YYYY-MM-DD"或"YYYYMMDD",后者返回当前UTC时间值,其格式为"YYYY-MM-DD"或"YYYYMMDD"。具体使用哪种取决于函数用在字符串还是数字语境中
    SELECT UTC_DATE()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT UTC_TIME()
    

    在这里插入图片描述

    6. MONTH(date)和MONTHNAME(date)

    • 作用:前者返回指定日期中的月份,后者返回指定日期中的月份的名称
    SELECT MONTH(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    SELECT MONTHNAME(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    7. DAYNAME(d)、DAYOFWEEK(d)、WEEKDAY(d)

    • 作用:DAYNAME(d)返回d对应的工作日的英文名称,如Sunday、Monday等;DAYOFWEEK(d)返回的对应一周中的索引,1表示周日、2表示周一;WEEKDAY(d)表示d对应的工作日索引,0表示周一,1表示周二

    8. WEEK(d)

    • 计算日期d是一年中的第几周
    SELECT WEEK(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    9. DAYOFYEAR(d)、DAYOFMONTH(d)

    • 作用:前者返回d是一年中的第几天,后者返回d是一月中的第几天
    SELECT DAYOFYEAR(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    SELECT DAYOFMONTH(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    10. YEAR(date)、QUARTER(date)、MINUTE(time)、SECOND(time)

    • 作用: YEAR(date)返回指定日期对应的年份,范围是1970~2069;QUARTER(date)返回date对应一年中的季度,范围是1~4;MINUTE(time)返回time对应的分钟数,范围是0~59;SECOND(time)返回制定时间的秒值
    SELECT YEAR(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    SELECT QUARTER(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    SELECT MINUTE(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    SELECT SECOND(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    11. EXTRACE(type FROM date)

    • 作用:从日期中提取一部分,type可以是YEAR、YEAR_MONTH、DAY_HOUR、DAY_MICROSECOND、DAY_MINUTE、DAY_SECOND

    12. TIME_TO_SEC(time)

    • 作用:返回以转换为秒的time参数,转换公式为"3600小时 + 60分钟 + 秒"
    SELECT TIME_TO_SEC(NOW())
    

    在这里插入图片描述

    13. SEC_TO_TIME()

    • 作用:和TIME_TO_SEC(time)互为反函数,将秒值转换为时间格式
    SELECT SEC_TO_TIME(530)
    

    在这里插入图片描述

    14. DATE_ADD(date,INTERVAL expr type)、ADD_DATE(date,INTERVAL expr type)

    • 作用:返回将起始时间加上expr type之后的时间,比如DATE_ADD(‘2010-12-31 23:59:59’, INTERVAL 1 SECOND)表示的就是把第一个时间加1秒

    15. DATE_SUB(date,INTERVAL expr type)、SUBDATE(date,INTERVAL expr type)

    • 作用:返回将起始时间减去expr type之后的时间

    16. ADDTIME(date,expr)、SUBTIME(date,expr)

    • 作用:前者进行date的时间加操作,后者进行date的时间减操作

    四. 条件判断函数

    1. IF(expr,v1,v2)

    • 作用:如果expr是TRUE则返回v1,否则返回v2

    2. IFNULL(v1,v2)

    • 作用:如果v1不为NULL,则返回v1,否则返回v2

    3. CASE expr WHEN v1 THEN r1 [WHEN v2 THEN v2] [ELSE rn] END

    • 作用:如果expr等于某个vn,则返回对应位置THEN后面的结果,如果与所有值都不想等,则返回ELSE后面的rn

    五. 系统信息函数

    1. VERSION()

    • 作用:查看MySQL版本号
    SELECT VERSION()
    

    在这里插入图片描述

    2. CONNECTION_ID()

    • 作用:查看当前用户的连接数
    SELECT CONNECTION_ID()
    

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    3. USER()、CURRENT_USER()、SYSTEM_USER()、SESSION_USER()

    • 作用:查看当前被MySQL服务器验证的用户名和主机的组合,一般这几个函数的返回值是相同的
    SELECT USER()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT CURRENT_USER()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT SYSTEM_USER()
    

    在这里插入图片描述

    SELECT SESSION_USER()
    

    在这里插入图片描述

    4. CHARSET(str)

    • 作用:查看字符串str使用的字符集
    SELECT CHARSET(555)
    

    在这里插入图片描述

    5. COLLATION()

    • 作用:查看字符串排列方式
    
    SELECT COLLATION('sssfddsfds')
    

    在这里插入图片描述

    六. 加密函数

    1. PASSWORD(str)

    • 作用:从原明文密码str计算并返回加密后的字符串密码,注意这个函数的加密是单向的(不可逆),因此不应将它应用在个人的应用程序中而应该只在MySQL服务器的鉴定系统中使用
    SELECT PASSWORD('mima')
    

    在这里插入图片描述

    2. MD5(str)

    • 作用:为字符串算出一个MD5 128比特校验和,改值以32位十六进制数字的二进制字符串形式返回
    SELECT MD5('mima')
    

    在这里插入图片描述

    3. ENCODE(str, pswd_str)

    • 作用:使用pswd_str作为密码,加密str
    SELECT ENCODE('fdfdz','mima')
    

    在这里插入图片描述

    4. DECODE(crypt_str,pswd_str)

    • 作用:使用pswd_str作为密码,解密加密字符串crypt_str,crypt_str是由ENCODE函数返回的字符串
    SELECT DECODE('fdfdz','mima')
    

    在这里插入图片描述

    七. 其他函数

    1. FORMAT(x,n)

    • 作用:将数字x格式化,并以四舍五入的方式保留小数点后n位,结果以字符串形式返回
    SELECT FORMAT(446.454,2)
    

    在这里插入图片描述

    2. CONV(N,from_base,to_base)

    • 作用:不同进制数之间的转换,返回值为数值N的字符串表示,由from_base进制转换为to_base进制

    3. INET_ATON(expr)

    • 作用:给出一个作为字符串的网络地址的点地址表示,返回一个代表该地址数值的整数,地址可以使4或8比特

    4. INET_NTOA(expr)

    • 作用:给定一个数字网络地址(4或8比特),返回作为字符串的该地址的点地址表示

    5. BENCHMARK(count,expr)

    • 作用:重复执行count次表达式expr,它可以用于计算MySQL处理表达式的速度,结果值通常是0(0只是表示很快,并不是没有速度)。
    • 另一个作用是用它在MySQL客户端内部报告语句执行的时间

    6. CONVERT(str USING charset)

    • 作用:使用字符集charset表示字符串str

    更多用法还请参考:http://www.geezn.com/documents/gez/help/117555-1355219868404378.html

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    【SQL实战练习】

    • 题目来自互联网,建议每道题都在本地敲一遍巩固记忆 !

    创建数据库

    在这里插入图片描述

    创建表(并初始化数据)

    -- 学生表
    CREATE TABLE `student`(
    `s_id` VARCHAR(20),
    `s_name` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    `s_birth` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    `s_sex` VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT '',
    PRIMARY KEY(`s_id`)
    );
    -- 课程表
    CREATE TABLE `course`(
    `c_id` VARCHAR(20),
    `c_name` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    `t_id` VARCHAR(20) NOT NULL,
    PRIMARY KEY(`c_id`)
    );
    -- 教师表
    CREATE TABLE `teacher`(
    `t_id` VARCHAR(20),
    `t_name` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '',
    PRIMARY KEY(`t_id`)
    );
    -- 成绩表
    CREATE TABLE `score`(
    `s_id` VARCHAR(20),
    `c_id` VARCHAR(20),
    `s_score` INT(3),
    PRIMARY KEY(`s_id`,`c_id`)
    );
    
    -- 插入学生表测试数据
    insert into student values('01' , '赵信' , '1990-01-01' , '男');
    insert into student values('02' , '德莱厄斯' , '1990-12-21' , '男');
    insert into student values('03' , '艾希' , '1990-05-20' , '男');
    insert into student values('04' , '德莱文' , '1990-08-06' , '男');
    insert into student values('05' , '俄洛依' , '1991-12-01' , '女');
    insert into student values('06' , '光辉女郎' , '1992-03-01' , '女');
    insert into student values('07' , '崔丝塔娜' , '1989-07-01' , '女');
    insert into student values('08' , '安妮' , '1990-01-20' , '女');
    -- 课程表测试数据
    insert into course values('01' , '语文' , '02');
    insert into course values('02' , '数学' , '01');
    insert into course values('03' , '英语' , '03');
    
    -- 教师表测试数据
    insert into teacher values('01' , '死亡歌颂者');
    insert into teacher values('02' , '流浪法师');
    insert into teacher values('03' , '邪恶小法师');
    
    -- 成绩表测试数据
    insert into score values('01' , '01' , 80);
    insert into score values('01' , '02' , 90);
    insert into score values('01' , '03' , 99);
    insert into score values('02' , '01' , 70);
    insert into score values('02' , '02' , 60);
    insert into score values('02' , '03' , 80);
    insert into score values('03' , '01' , 80);
    insert into score values('03' , '02' , 80);
    insert into score values('03' , '03' , 80);
    insert into score values('04' , '01' , 50);
    insert into score values('04' , '02' , 30);
    insert into score values('04' , '03' , 20);
    insert into score values('05' , '01' , 76);
    insert into score values('05' , '02' , 87);
    insert into score values('06' , '01' , 31);
    insert into score values('06' , '03' , 34);
    insert into score values('07' , '02' , 89);
    insert into score values('07' , '03' , 98);
    

    表结构

    • 这里建的表主要用于sql语句的练习,所以并没有遵守一些规范。下面让我们来看看相关的表结构吧

    学生表(student)

    在这里插入图片描述

    • s_id = 学生编号,s_name = 学生姓名,s_birth = 出生年月,s_sex = 学生性别

    课程表(course)

    在这里插入图片描述

    • c_id = 课程编号,c_name = 课程名称,t_id = 教师编号

    教师表(teacher)

    在这里插入图片描述

    • t_id = 教师编号,t_name = 教师姓名

    成绩表(score)

    在这里插入图片描述

    • s_id = 学生编号,c_id = 课程编号,s_score = 分数

    习题

    • 开始之前我们先来看看四张表中的数据。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    1. 查询"01"课程比"02"课程成绩高的学生的信息及课程分数

    SELECT
    	st.*,
    	sc.s_score AS '语文',
    	sc2.s_score '数学' 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.c_id = '01'
    	LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st.s_id 
    	AND sc2.c_id = '02'
    

    在这里插入图片描述

    2. 查询"01"课程比"02"课程成绩低的学生的信息及课程分数

    SELECT
    	st.*,
    	s.s_score AS 数学,
    	s2.s_score AS 语文 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score s ON s.s_id = st.s_id 
    	AND s.c_id = '01'
    	LEFT JOIN score s2 ON s2.s_id = st.s_id 
    	AND s2.c_id = '02' 
    WHERE
    	s.s_score < s2.s_score
    

    在这里插入图片描述

    3. 查询平均成绩大于等于60分的同学的学生编号和学生姓名和平均成绩

    SELECT
    	st.s_id AS '学生编号',
    	st.s_name AS '学生姓名',
    	AVG( s.s_score ) AS avgScore 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score s ON st.s_id = s.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	avgScore >= 60
    

    在这里插入图片描述

    4. 查询平均成绩小于60分的同学的学生编号和学生姓名和平均成绩

    • (包括有成绩的和无成绩的)
    SELECT
    	st.s_id AS '学生编号',
    	st.s_name AS '学生姓名',(
    	CASE
    			
    			WHEN ROUND( AVG( sc.s_score ), 2 ) IS NULL THEN
    			0 ELSE ROUND( AVG( sc.s_score ), 2 ) 
    		END 
    		) 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON st.s_id = sc.s_id 
    	GROUP BY
    		st.s_id 
    	HAVING
    	AVG( sc.s_score )< 60 
    	OR AVG( sc.s_score ) IS NULL
    

    在这里插入图片描述

    5. 查询所有同学的学生编号、学生姓名、选课总数、所有课程的总成绩

    SELECT
    	st.s_id AS '学生编号',
    	st.s_name AS '学生姓名',
    	COUNT( sc.c_id ) AS '选课总数',
    	sum( CASE WHEN sc.s_score IS NULL THEN 0 ELSE sc.s_score END ) AS '总成绩' 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON st.s_id = sc.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id
    

    在这里插入图片描述

    6. 查询"流"姓老师的数量

    SELECT COUNT(t_id) FROM teacher WHERE t_name LIKE '流%'
    

    在这里插入图片描述

    7. 查询学过"流浪法师"老师授课的同学的信息

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	LEFT JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id
    	LEFT JOIN teacher tc ON tc.t_id = cs.t_id 
    	WHERE tc.t_name = '流浪法师'
    

    在这里插入图片描述

    8. 查询没学过"张三"老师授课的同学的信息

    -- 查询流浪法师教的课
    SELECT
    	cs.* 
    FROM
    	course cs
    	LEFT JOIN teacher tc ON tc.t_id = cs.t_id 
    WHERE
    	tc.t_name = '流浪法师'
    
    
    
    -- 查询有流浪法师课程成绩的学生id
    SELECT
    	sc.s_id 
    FROM
    	score sc 
    WHERE
    	sc.c_id IN (
    	SELECT
    		cs.c_id 
    	FROM
    		course cs
    		LEFT JOIN teacher tc ON tc.t_id = cs.t_id 
    	WHERE
    	tc.t_name = '流浪法师')
    
    
    
    -- 取反,查询没有学过流浪法师课程的同学信息
    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st 
    WHERE
    	st.s_id NOT IN (
    	SELECT
    		sc.s_id 
    	FROM
    		score sc 
    	WHERE
    	sc.c_id IN ( SELECT cs.c_id FROM course cs LEFT JOIN teacher tc ON tc.t_id = cs.t_id WHERE tc.t_name = '流浪法师' ) 
    	)
    

    在这里插入图片描述

    9. 查询学过编号为"01"并且也学过编号为"02"的课程的同学的信息

    • 方法 1
    -- 查询学过编号为01课程的同学id
    SELECT
    	st.s_id 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	INNER JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id 
    	AND cs.c_id = '01';
    	
    	
    
    -- 查询学过编号为02课程的同学id
    SELECT
    	st2.s_id 
    FROM
    	student st2
    	INNER JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id
    	INNER JOIN course cs2 ON cs2.c_id = sc2.c_id 
    	AND cs2.c_id = '02';
    	
    	
    
    -- 查询学过编号为"01"并且也学过编号为"02"的课程的同学的信息
    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	INNER JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id 
    	AND sc.c_id = '01' 
    WHERE
    	st.s_id IN (
    	SELECT
    		st2.s_id 
    	FROM
    		student st2
    		INNER JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id
    		INNER JOIN course cs2 ON cs2.c_id = sc2.c_id 
    		AND cs2.c_id = '02' 
    	);
    

    在这里插入图片描述

    • 方法 2
    SELECT
    	a.* 
    FROM
    	student a,
    	score b,
    	score c 
    WHERE
    	a.s_id = b.s_id 
    	AND a.s_id = c.s_id 
    	AND b.c_id = '01' 
    	AND c.c_id = '02';
    

    在这里插入图片描述

    10. 查询学过编号为"01"但是没有学过编号为"02"的课程的同学的信息

    SELECT
    	st.s_id 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	INNER JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id 
    	AND cs.c_id = '01' 
    WHERE
    	st.s_id NOT IN (
    	SELECT
    		st.s_id 
    	FROM
    		student st
    		INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id 
    		AND cs.c_id = '02' 
    	);
    

    在这里插入图片描述

    11. 查询没有学全所有课程的同学的信息

    • 方法 1
    SELECT
    	* 
    FROM
    	student 
    WHERE
    	s_id NOT IN (
    	SELECT
    		st.s_id 
    	FROM
    		student st
    		INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    		AND sc.c_id = '01' 
    	WHERE
    		st.s_id IN (
    		SELECT
    			st.s_id 
    		FROM
    			student st
    			INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    			AND sc.c_id = '02' 
    		WHERE
    			st.s_id 
    		) 
    		AND st.s_id IN (
    		SELECT
    			st.s_id 
    		FROM
    			student st
    			INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    			AND sc.c_id = '03' 
    		WHERE
    			st.s_id 
    		) 
    	);
    

    在这里插入图片描述

    • 方法 2
    SELECT
    	a.* 
    FROM
    	student a
    	LEFT JOIN score b ON a.s_id = b.s_id 
    GROUP BY
    	a.s_id 
    HAVING
    	COUNT( b.c_id ) != '3';
    

    在这里插入图片描述

    12. 查询至少有一门课与学号为"01"的同学所学相同的同学的信息

    SELECT DISTINCT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    WHERE
    	sc.c_id IN ( SELECT sc2.c_id FROM student st2 LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id WHERE st2.s_id = '01' );
    

    在这里插入图片描述

    13. 查询和"01"号的同学学习的课程完全相同的其他同学的信息

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	GROUP_CONCAT( sc.c_id )=(
    	SELECT
    		GROUP_CONCAT( sc2.c_id ) 
    	FROM
    		student st2
    		LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id 
    	WHERE
    		st2.s_id = '01' 
    	);
    

    在这里插入图片描述

    14. 查询没学过"邪恶小法师"老师讲授的任一门课程的学生姓名

    SELECT
    	* 
    FROM
    	student 
    WHERE
    	s_id NOT IN (
    	SELECT
    		sc.s_id 
    	FROM
    		score sc
    		INNER JOIN course cs ON cs.c_id = sc.c_id
    	INNER JOIN teacher t ON t.t_id = cs.t_id 
    	AND t.t_name = '邪恶小法师');
    

    在这里插入图片描述

    15. 查询两门及其以上不及格课程的同学的学号,姓名及其平均成绩

    SELECT
    	st.s_id AS '学号',
    	st.s_name AS '姓名',
    	AVG( sc.s_score ) AS '平均成绩' 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    WHERE
    	sc.s_id IN (
    	SELECT
    		sc.s_id 
    	FROM
    		score sc 
    	WHERE
    		sc.s_score < 60 
    		OR sc.s_score IS NULL 
    	GROUP BY
    		sc.s_id 
    	HAVING
    		COUNT( 1 )>= 2 
    	) 
    GROUP BY
    	st.s_id
    

    在这里插入图片描述

    16. 检索"01"课程分数小于60,按分数降序排列的学生信息

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.c_id = '01' 
    	AND sc.s_score < '60' 
    ORDER BY
    	sc.s_score DESC;
    	
    	
    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    WHERE
    	sc.c_id = '01' 
    	AND sc.s_score < '60' 
    ORDER BY
    	sc.s_score DESC;
    

    在这里插入图片描述

    17. 按平均成绩从高到低显示所有学生的所有课程的成绩以及平均成绩

    • 方法 1
    SELECT
    	st.*,
    	AVG( sc4.s_score ) AS '平均分',
    	sc.s_score AS '语文',
    	sc2.s_score AS '数学',
    	sc3.s_score AS '英语' 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.c_id = '01'
    	LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st.s_id 
    	AND sc2.c_id = '02'
    	LEFT JOIN score sc3 ON sc3.s_id = st.s_id 
    	AND sc3.c_id = '03'
    	LEFT JOIN score sc4 ON sc4.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    ORDER BY
    	AVG( sc4.s_score ) DESC;
    

    在这里插入图片描述

    • 方法 2
    SELECT
    	st.*,
    	( CASE WHEN AVG( sc4.s_score ) IS NULL THEN 0 ELSE AVG( sc4.s_score ) END ) AS '平均分',
    	( CASE WHEN sc.s_score IS NULL THEN 0 ELSE sc.s_score END ) AS '语文',
    	( CASE WHEN sc2.s_score IS NULL THEN 0 ELSE sc2.s_score END ) AS '数学',
    	( CASE WHEN sc3.s_score IS NULL THEN 0 ELSE sc3.s_score END ) AS '英语' 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.c_id = '01'
    	LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st.s_id 
    	AND sc2.c_id = '02'
    	LEFT JOIN score sc3 ON sc3.s_id = st.s_id 
    	AND sc3.c_id = '03'
    	LEFT JOIN score sc4 ON sc4.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    ORDER BY
    	AVG( sc4.s_score ) DESC;
    

    在这里插入图片描述

    18. 查询各科成绩最高分、最低分和平均分:

    • 以如下形式显示:课程ID,课程name,最高分,最低分,平均分,及格率,中等率,优良率,优秀率
    • 及格为>=60,中等为:70-80,优良为:80-90,优秀为:>=90
    SELECT
    	cs.c_id,
    	cs.c_name,
    	MAX( sc1.s_score ) AS '最高分',
    	MIN( sc2.s_score ) AS '最低分',
    	AVG( sc3.s_score ) AS '平均分',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			s_score >= 60 
    			AND c_id = cs.c_id 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			c_id = cs.c_id 
    		)) AS '及格率',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			s_score >= 70 
    			AND s_score < 80 
    			AND c_id = cs.c_id 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			c_id = cs.c_id 
    		)) AS '中等率',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			s_score >= 80 
    			AND s_score < 90 
    			AND c_id = cs.c_id 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			c_id = cs.c_id 
    		)) AS '优良率',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			s_score >= 90 
    			AND c_id = cs.c_id 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( s_id ) 
    		FROM
    			score 
    		WHERE
    			c_id = cs.c_id 
    		)) AS '优秀率' 
    FROM
    	course cs
    	LEFT JOIN score sc1 ON sc1.c_id = cs.c_id
    	LEFT JOIN score sc2 ON sc2.c_id = cs.c_id
    	LEFT JOIN score sc3 ON sc3.c_id = cs.c_id 
    GROUP BY
    	cs.c_id;
    

    在这里插入图片描述

    19. 按各科成绩进行排序,并显示排名(实现不完全)

    • mysql没有rank函数
    • 加@score是为了防止用union all 后打乱了顺序
    SELECT
    	c1.s_id,
    	c1.c_id,
    	c1.c_name,
    	@score := c1.s_score,
    	@i := @i + 1 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		c.c_name,
    		sc.* 
    	FROM
    		course c
    		LEFT JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    	WHERE
    		c.c_id = "01" 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    	) c1,
    	( SELECT @i := 0 ) a UNION ALL
    SELECT
    	c2.s_id,
    	c2.c_id,
    	c2.c_name,
    	c2.s_score,
    	@ii := @ii + 1 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		c.c_name,
    		sc.* 
    	FROM
    		course c
    		LEFT JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    	WHERE
    		c.c_id = "02" 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    	) c2,
    	( SELECT @ii := 0 ) aa UNION ALL
    SELECT
    	c3.s_id,
    	c3.c_id,
    	c3.c_name,
    	c3.s_score,
    	@iii := @iii + 1 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		c.c_name,
    		sc.* 
    	FROM
    		course c
    		LEFT JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    	WHERE
    		c.c_id = "03" 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    	) c3;
    
    SET @iii = 0;
    

    在这里插入图片描述

    20. 查询学生的总成绩并进行排名

    SELECT
    	st.s_id,
    	st.s_name,
    	( CASE WHEN sum( sc.s_score ) IS NULL THEN 0 ELSE SUM( sc.s_score ) END ) 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON st.s_id = sc.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    ORDER BY
    	SUM( sc.s_score ) DESC
    

    在这里插入图片描述

    21. 查询不同老师所教不同课程平均分从高到低显示

    SELECT
    	t.t_id,
    	t.t_name,
    	AVG( sc.s_score ) 
    FROM
    	teacher t
    	LEFT JOIN course c ON c.t_id = t.t_id
    	LEFT JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    GROUP BY
    	t.t_id 
    ORDER BY
    	AVG( sc.s_score ) DESC
    

    在这里插入图片描述

    22. 查询所有课程的成绩第2名到第3名的学生信息及该课程成绩

    SELECT
    	a.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON sc.c_id = c.c_id 
    		AND c.c_id = '01' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 1,
    		2 
    	) a UNION ALL
    SELECT
    	b.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '02' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 1,
    		2 
    	) b UNION ALL
    SELECT
    	c.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '03' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 1,
    		2 
    	) c;
    

    在这里插入图片描述

    23. 统计各科成绩各分数段人数:课程编号,课程名称,[100-85],[85-70],[70-60],[0-60]及所占百分比

    SELECT
    	c.c_id,
    	c.c_name,
    	(
    	SELECT
    		COUNT( 1 ) 
    	FROM
    		score sc 
    	WHERE
    		sc.c_id = c.c_id 
    		AND sc.s_score <= 100 AND sc.s_score > 80 
    		)/(
    	SELECT
    		COUNT( 1 ) 
    	FROM
    		score sc 
    	WHERE
    		sc.c_id = c.c_id 
    	) AS '100-85',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    			AND sc.s_score <= 85 AND sc.s_score > 70 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    		)) AS '85-70',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    			AND sc.s_score <= 70 AND sc.s_score > 60 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    		)) AS '70-60',
    	((
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    			AND sc.s_score <= 60 AND sc.s_score >= 0 
    			)/(
    		SELECT
    			COUNT( 1 ) 
    		FROM
    			score sc 
    		WHERE
    			sc.c_id = c.c_id 
    		)) AS '85-70' 
    FROM
    	course c 
    ORDER BY
    	c.c_id 
    

    在这里插入图片描述

    24. 查询学生平均成绩及其名次

    SET @i = 0;
    SELECT
    	a.*,
    	@i := @i + 1 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		round( CASE WHEN AVG( sc.s_score ) IS NULL THEN 0 ELSE AVG( sc.s_score ) END, 2 ) AS agvScore 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	GROUP BY
    		st.s_id 
    	ORDER BY
    		agvScore DESC 
    	) a
    

    在这里插入图片描述

    25. 查询各科成绩前三名的记录

    SELECT
    	a.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '01' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    		3 
    	) a UNION ALL
    SELECT
    	b.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '02' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    		3 
    	) b UNION ALL
    SELECT
    	c.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_id,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '03' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    		3 
    	) c
    

    在这里插入图片描述

    26. 查询每门课程被选修的学生数

    SELECT
    	c.c_id,
    	c.c_name,
    	COUNT( 1 ) 
    FROM
    	course c
    	LEFT JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id
    	INNER JOIN student st ON st.s_id = c.c_id 
    GROUP BY
    	c.c_id
    

    在这里插入图片描述

    27. 查询出只有两门课程的全部学生的学号和姓名

    SELECT
    	st.s_id,
    	st.s_name 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	COUNT( 1 ) = 2
    

    在这里插入图片描述

    28. 查询男生、女生人数

    SELECT s_sex, COUNT(1) FROM student GROUP BY s_sex
    

    在这里插入图片描述

    29. 查询名字中含有"德"字的学生信息

    SELECT * FROM student WHERE s_name LIKE '%德%'
    

    在这里插入图片描述

    30. 查询同名同性学生名单,并统计同名人数

    select st.s_name,st.s_sex,count(1) from student st group by st.s_name,st.s_sex having count(1)>1
    

    在这里插入图片描述

    31. 查询1990年出生的学生名单

    SELECT st.* FROM student st WHERE st.s_birth LIKE '1990%';
    

    在这里插入图片描述

    32. 查询每门课程的平均成绩,结果按平均成绩降序排列,平均成绩相同时,按课程编号升序排列

    SELECT
    	c.c_id,
    	c_name,
    	AVG( sc.s_score ) AS scoreAvg 
    FROM
    	course c
    	INNER JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    GROUP BY
    	c.c_id 
    ORDER BY
    	scoreAvg DESC,
    	c.c_id ASC;
    

    在这里插入图片描述

    33. 查询平均成绩大于等于85的所有学生的学号、姓名和平均成绩

    SELECT
    	st.s_id,
    	st.s_name,
    	( CASE WHEN AVG( sc.s_score ) IS NULL THEN 0 ELSE AVG( sc.s_score ) END ) scoreAvg 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	scoreAvg > '85';
    

    在这里插入图片描述

    34. 查询课程名称为"数学",且分数低于60的学生姓名和分数

    SELECT
    	* 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.s_score < 60
    	INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    	AND c.c_name = '数学';
    

    在这里插入图片描述

    35. 查询所有学生的课程及分数情况

    SELECT
    	* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	LEFT JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    ORDER BY
    	st.s_id,
    	c.c_name;
    

    在这里插入图片描述

    36. 查询任何一门课程成绩在70分以上的姓名、课程名称和分数

    SELECT
    	st.s_id,st.s_name,c.c_name,sc.s_score 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	LEFT JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    WHERE
    	st.s_id IN (
    	SELECT
    		st2.s_id 
    	FROM
    		student st2
    		LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id 
    	GROUP BY
    		st2.s_id 
    	HAVING
    		MIN( sc2.s_score )>= 70 
    	ORDER BY
    	st2.s_id 
    	)
    

    在这里插入图片描述

    37. 查询不及格的课程

    SELECT
    	st.s_id,
    	c.c_name,
    	st.s_name,
    	sc.s_score 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.s_score < 60
    	INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id
    

    在这里插入图片描述

    38. 查询课程编号为01且课程成绩在80分以上的学生的学号和姓名

    SELECT
    	st.s_id,
    	st.s_name,
    	sc.s_score 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    	AND sc.c_id = '01' 
    	AND sc.s_score >= 80;
    

    在这里插入图片描述

    39. 求每门课程的学生人数

    SELECT
    	c.c_id,
    	c.c_name,
    	COUNT( 1 ) 
    FROM
    	course c
    	INNER JOIN score sc ON sc.c_id = c.c_id 
    GROUP BY
    	c.c_id;
    

    在这里插入图片描述

    40. 查询选修"死亡歌颂者"老师所授课程的学生中,成绩最高的学生信息及其成绩

    SELECT
    	st.*,
    	sc.s_score 
    FROM
    	student st
    	INNER JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id
    	INNER JOIN teacher t ON t.t_id = c.t_id 
    	AND t.t_name = '死亡歌颂者' 
    ORDER BY
    	sc.s_score DESC 
    	LIMIT 0,1;
    

    在这里插入图片描述

    41. 查询不同课程成绩相同的学生的学生编号、课程编号、学生成绩

    SELECT
    	st.s_id,
    	st.s_name,
    	sc.c_id,
    	sc.s_score 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    	LEFT JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    WHERE
    	(
    	SELECT
    		COUNT( 1 ) 
    	FROM
    		student st2
    		LEFT JOIN score sc2 ON sc2.s_id = st2.s_id
    		LEFT JOIN course c2 ON c2.c_id = sc2.c_id 
    	WHERE
    		sc.s_score = sc2.s_score 
    	AND c.c_id != c2.c_id 
    	)>1;
    

    在这里插入图片描述

    42. 查询每门功成绩最好的前两名

    SELECT
    	a.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '01' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    		2 
    	) a UNION ALL
    SELECT
    	b.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '02' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    		2 
    	) b UNION ALL
    SELECT
    	c.* 
    FROM
    	(
    	SELECT
    		st.s_id,
    		st.s_name,
    		c.c_name,
    		sc.s_score 
    	FROM
    		student st
    		LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id
    		INNER JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    		AND c.c_id = '03' 
    	ORDER BY
    		sc.s_score DESC 
    		LIMIT 0,
    	2 
    	) c;
    

    在这里插入图片描述

    写法 2

    SELECT
    	a.s_id,
    	a.c_id,
    	a.s_score 
    FROM
    	score a 
    WHERE
    	( SELECT COUNT( 1 ) FROM score b WHERE b.c_id = a.c_id AND b.s_score > a.s_score ) <= 2 
    ORDER BY
    	a.c_id;
    

    在这里插入图片描述

    43. 统计每门课程的学生选修人数(超过5人的课程才统计)

    • 要求输出课程号和选修人数,查询结果按人数降序排列,若人数相同,按课程号升序排列
    SELECT
    	c.c_id,
    	COUNT( 1 ) 
    FROM
    	score sc
    	LEFT JOIN course c ON c.c_id = sc.c_id 
    GROUP BY
    	c.c_id 
    HAVING
    	COUNT( 1 ) > 5 
    ORDER BY
    	COUNT( 1 ) DESC,
    	c.c_id ASC;
    

    在这里插入图片描述

    44. 检索至少选修两门课程的学生学号

    SELECT
    	st.s_id 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	COUNT( 1 )>= 2;
    

    在这里插入图片描述

    45. 查询选修了全部课程的学生信息

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st
    	LEFT JOIN score sc ON sc.s_id = st.s_id 
    GROUP BY
    	st.s_id 
    HAVING
    	COUNT( 1 )=(
    	SELECT
    		COUNT( 1 ) 
    FROM
    	course)
    

    在这里插入图片描述

    46. 查询各学生的年龄

    SELECT
    	st.*,
    	TIMESTAMPDIFF(
    		YEAR,
    		st.s_birth,
    	NOW()) 
    FROM
    	student st
    

    在这里插入图片描述

    47. 查询本周过生日的学生

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st 
    WHERE
    	WEEK (
    	NOW())+ 1 = WEEK (
    	DATE_FORMAT( st.s_birth, '%Y%m%d' ))
    

    在这里插入图片描述

    48. 查询下周过生日的学生

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st 
    WHERE
    	WEEK (
    		NOW())+ 1 = WEEK (
    	DATE_FORMAT( st.s_birth, '%Y%m%d' ));
    

    在这里插入图片描述

    49. 查询本月过生日的学生

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st 
    WHERE
    	MONTH (
    	NOW())= MONTH (
    	DATE_FORMAT( st.s_birth, '%Y%m%d' ));
    

    在这里插入图片描述

    50. 查询下月过生日的学生

    SELECT
    	st.* 
    FROM
    	student st 
    WHERE
    	MONTH (
    		TIMESTAMPADD(
    			MONTH,
    			1,
    		NOW()))= MONTH (
    	DATE_FORMAT( st.s_birth, '%Y%m%d' ));
    

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    【阿里巴巴开发手册】

    在这里插入图片描述

    点击预览在线版: 阿里巴巴开发手册


    内容偏向基础适合各个阶段人员的学习与巩固,如果对您还有些帮助希望给博主点个赞在这里插入图片描述支持一下,感谢!

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  • 一个面试题,考查面试者的逻辑思维能力,考虑的问题很多,把一个用阿拉伯数字表示的正整数转换汉字大写表示 这里代码没有考虑非法输入,但如果是面试。最好跟面试官交流清楚,展现你考虑问题全面,出的代码鲁棒...

    一个面试题,考查面试者的逻辑思维能力,考虑的问题很多,把一个用阿拉伯数字表示的正整数转换成汉字大写表示

    这里代码没有考虑非法输入,但如果是面试。最好跟面试官交流清楚,展现你考虑问题全面,写出的代码鲁棒性强

    比如:输入的数带符号,输入的数不是整数,是小数,是负数,或者压根就不是数值,或者是空值等等

    主要功能为:比如1201001   转换成:壹佰贰拾万壹仟零壹

                           1200000            转换成:壹佰贰拾万  

    下面上代码:

    #第一步:按4位4位的分开
    #第二步:对分开的每一个对象汉字化
    #第三步:把每个分开的list拼接起来
    def NumberToChinese(data):
      Adict = {1:u'', 2:u'万', 3:u'亿', 4:'兆'}
      cdata = '%d' %data
      length = len(cdata)
      result = u''
      numberOfSplit = SplitNumber(cdata)
      lenOfSplit = len(numberOfSplit)
      for i in range(lenOfSplit):
        result = result + ToChinese(numberOfSplit[i]) + Adict[lenOfSplit - i]
      return result
    
    def SplitNumber(cdata):
      length = len(cdata)
      g = length % 4
      csdata = []
      if g > 0:
        csdata.append(cdata[:g])
      k = g
      while k < length:
        csdata.append(cdata[k:k+4])
        k = k + 4
      return csdata
    
    def ToChinese(cdata):
      length = len(cdata)
      lk = length
      result = u''
      Bdict = {0:u'零', 1:u'壹', 2:u'贰', 3:u'叁', 4:u'肆', 5:u'伍', 6:u'陆', 7:u'柒', 8:u'捌', 9:u'玖'}
      Cdict = {1:u'', 2:u'拾', 3:u'佰', 4:u'仟'}
      for i in range(length):
        #好吧,早上一来就想通了,下面这个if语句就实现了关键的逻辑
        #就是对于已经分开的数字,如果开始有0,有一个0,有多个0,同样中间也一样,
        #还有末尾有0怎么处理
        if int(cdata[i]) == 0:
          if i == length - 1 or (i < length -1 and int(cdata[i+1]) == 0):
            result = result
          else:
            result = result + Bdict[int(cdata[i])]
        else: 
          result = result + Bdict[int(cdata[i])] + Cdict[lk]
        lk = lk - 1
      return result
    
    data = 1201001
    print NumberToChinese(data)
    


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  • 一个简单的手写数字分类网络接上一篇文章,我们定义了神经网络,现在我们开始手写体的识别。我们可以将识别手写数字这个问题划分为两个子问题,一,我们需要将一幅包含了许多数字的图像分解为一系列独立的图像,每一...

    一个简单的手写数字分类网络

    接上一篇文章,我们定义了神经网络,现在我们开始手写体的识别。我们可以将识别手写数字这个问题划分为两个子问题,一,我们需要将一幅包含了许多数字的图像分解为一系列独立的图像,每一幅图像包含了一个数字。比如,我们需要把下图分解:
    这里写图片描述
    将该图分解为6幅独立的图像:
    这里写图片描述

    我们人可以很轻松的将其分开,但是计算机可不那么认为。一旦图片被分割后,程序需要将每个数字单独识别。因此,举个例子,我们想要我们的程序可以识别上图中的第一个数字为5。
    这里写图片描述

    这里我们致力于解决第二个问题,就是对单一数字的分类。因为对于第一个分割问题,这里有许多方法可以解决了。因此,与其关⼼分割问题,我们不如把精⼒集中在设计⼀个神经⽹络来解决更有趣、更困难的问题,即⼿写数字的识别。

    为了识别单个数字,我们将用到三层神经网络:
    这里写图片描述

    网络的输入层包含了对输入像素值编码的神经元。正如后面讨论的,我们的训练数据有许多28X28的手写数字的像素图组成,也就是说我们的输入层包含了28X28=784个神经元,一个神经元对应一个像素位的值。输入的像素值为灰度值,0.0表示白色,1.0表示黑色,0到1之间的值表示不同程度的灰色。

    网络的第二层为隐藏层,我们记隐藏层的神经元数量为n,我们将对n的取值进行实验。这个图例中展示了一个小的隐藏层,它的隐藏层只有15个。

    网络的输出层包含了10个神经元。如果第一个神经元被激活,也就是输出值无限接近1,那么我们可以认为这个网络识别出来的数字是0.如果是第二个神经元激活,那么识别出来的数字为1。更准确的说,我们将对输出神经元从0到9编号,然后找出激活值最高的神经元。如果编号为6的神经元激活值最高,那么我们认为输入的数字为6。

    这里使用是个输出神经元很现实是为了对应输出的十种可能性。一种看起来更自然的方法是使用4个输出神经元,每一个神经元看作一个二进制数,结果取决于改神经元输出更靠近0还是更靠近1。4个输出神经元对于10个数字来说已经足够了,毕竟 24=16 是大于10的。那为什么我们选择使用是个输出的神经元而不是看起来更方便简洁的4个神经元呢?经验告诉我们:通过对两种设计的实验对比,是个输出的神经元比4个输出的神经元更加准确的识别数字。但这是为什么呢?有没有什么启发性的方法可以告诉提前告诉我们使用10个输出神经元比使用4个效果要更好。

    为了理解为什么要这样做,了解神经网络的工作的基本原理是很有帮助的。首先考虑我们使用10个输出神经的情况。让我们把目光放在第一个输出神经上,该神经决定了是否该数字是0。它是通过权衡隐藏层所输出的信息做出判断的。那么隐藏层的神经元做了些什么呢?假设隐藏层的第一个神经元是为了检测图像中是否存在如下图形:
    这里写图片描述

    它是通过对输入图像中与该图形重合的像素赋予很大的权值,而其他部分赋予很小的权值来判断的。以同样的方式,我们假设第二个第三个第四个神经元分别是为了探测图像中是否存在以下图形:
    这里写图片描述

    可能你已经看出来上面四个图形可以组成数字0:
    这里写图片描述

    因此,如果隐藏层的这四个神经元都被激活,那么我们可以认为这个图像上的数字是0。当然这不是我们用来推断数字为0的唯一组合,我们可以通过诸多图形组合得到0(比如将上图进行扭曲变形,但它还是0)。但至少在这个例子中,我们可以推断出输入数字是0。

    如果神经网络是这样工作的,那么我们似乎可以给出一个对为什么使用10个输出神经而不是4个这件事一个合理的解释。如果是4个输出神经元,那么,我们的第一个输出神经元将用于判断该数字对应二进制的最高有效位是什么,然而,我们很难将图形和数字的最高有效位对应起来。

    上面说了这么多都只是一个启发性的方法,没人说三层神经网络必须按照我上面所说的方式去工作,即每个隐藏层的神经元去探测一个简单的图像组成部分。也许一些聪明的学习算法会找到一些权重分配让我们使用4个输出神经元。但是作为一种启发,我所描述的方法可以工作的很好,这可以让你节省许多时间在设计神经网络的结构上。

    使用梯度下降算法进行学习

    现在我们已经设计出了一个神经网络,那么我们如何使用它去学习识别数字呢。首先,我们需要一个数据集去学习,我们使用的是MNIST数据集,它包含了数以万计的手写数字的扫描图像,以及他们的正确分类。下图是取值MNIST的几个图像:
    这里写图片描述

    正如你所见,这些数字和上一篇文章的数字是一样,当然我们需要我们的网络可以识别不在数据集中的图像。

    MNIST数据集包含两个部分,第一个部分包含了60000张图片被用作训练数据。这些通过扫面250个人的手写数字获得,其中有些是美国人口普查局的员工,有些是高中生。这些图像是28X28的灰度图。数据集的第二部分是10000张图片被用来测试,与训练数据的格式一样。我们将使用测试数据衡量我们的神经网络学习得怎么样。当然第二部分的图片是另外250个人的手写样本,这有可以让我们证实网络可以识别不在训练集中的人的手写数字。

    我们用 x 表示一个训练输入。显然x是一个28X28=784的向量,向量中每一个元素表示图像中的一个灰度值。我们用 y=y(x) 表示对应的期望输出值,其中 y 是一个10维的向量。比如,有一个特定的显示为6的图像输入为x,那么它期望的输出值应该为 y(x)=(0,0,0,0,0,0,1,0,0,0)T ,其中 T 表示矩阵的转置。

    我们想有这样一个算法,它可以让我们找到权重和偏差,这样网络的输出y(x)可以拟合所有的输入 x 。为了量化我们如何实现这个目标,我们定义一个代价函数:
    这里写图片描述

    其中w记为网络中的所有权重的集合, b 为所有的偏差,n是所有训练输入的数量, a 是当输入向量为x时网络的输出向量,并且对所有的输入 x 进行计算并求和。的确,输出a依赖于输入 xwb ,但是为了简介,我并没用使用 axi 这样的符号。符号 ||v|| 表示的是向量 v 的长度(模)。我们把C称为二次代价函数,有时也被称为均方误差或者MSE。观察二次代价函数,我们可以发现 C(w,b) 是非负的。此外,对于所有的 x ,当y(x)接近于 a 时,C(w,b)的值是很小的,也就是 C(w,b)0 ,因此我们的训练算法需要能够找到合适的权重和偏差,使得 C(w,b)0 相反,如果 C(w,b) 的值很大,就说明有大量的 y(x) a 相差很大,这是不好的。因此我们的训练算法目标是要能够找到最小化代价函数C(w,b)的权重和偏差。换句话说,我们需要找到一组权重和偏差,使得代价最小,下面我们将使用梯度下降算法来达到目标。

    为什么要介绍二次代价函数?我们不应该关注于图像的正确分类的数量上面吗?为什么不尝试直接最大化正确分类的数量而是要使用最小化一个二次代价函数来简介评测呢?这是因为正确分类图像的数量对于权重和偏差来说不是一个平滑的函数,那么在大多数情况下,对权重和偏差的微小改变不会造成目标函数即正确分类数量的值的改变,这让我们很难找到通过改变权重和偏差提高性能的方法。如果我们使用一个像二次代价函数这样的平滑函数,那将很容易找到通过改变权重和偏差来提高性能的方法。这就是我们为什么专注于最小化二次代价,因为只有这样,我们才能测试分类的准确性。

    那么可能你又会好奇为什么要选择式(6)那样的二次函数来作为平滑函数呢?这时临时想出来的么?可能如果我们选择另外一个不一样的代价函数,我们将会得到不同的代价最小时的权重和偏差。这个疑问是有必要的,稍后我将对上面的成本函数再次进行讨论,并作一些修改。然而式(6)中的代价函数对于我们理解神经网络的基础很有帮助,所以我们将一直使用它。

    重申一次,我们的目标是训练一个神经网络,找到权重和偏差使得二次代价函数 C(w,x) 最小化。这个目标没毛病,但是,现在有许多让我们分散精力的东西——对权重 w 和偏差b的解释,难以弄清的 σ 函数,网络架构的选择,MNIST等等。其实我们可以通过忽略上述这些中的绝大部分,仅仅考虑最小化这一点来理解这些东西。现在,我们打算忘掉代价函数的具体形式,神经网络的组成等等。现在我们只专注于最小化一个给定的多元函数。我们将学习一种用于最小化问题的梯度下降算法,然后再回到我们想要最小化神经网络的特定函数上去。

    OK,现在假设我们尝试最小化某些函数, C(v) ,它可能是任意的多元实数函数, v=v1,v2,... 。注意到我将使用 v 代替前面的w b ,因为我们刚说过我们不再特定研究神经网络代价函数的最小化问题上,而是任意的函数。我们先假设C是只有两个变量的函数,我们称为 v1 v2
    这里写图片描述

    我们想要找到使 C 达到全局最小的位置。现在对于上述的图像中,我们可以很容易的找到全局最小值。从某种意义上说,我可能展示了一个过于简单的函数。通常函数C是一个拥有许多变量的复杂的函数,并且将不可能通过肉眼一下找到它的全局最小值。

    解决这个问题的一种方法是使用微积分的方法。我们将计算函数 C 的导数来寻找它的极值点。运气好的话函数可能只有一个或者几个变量,但是一旦变量过多那将很麻烦。尤其是神经网络中,往往拥有数亿计的权重和偏差,微积分的方法将不再有效。

    现在微积分是不能解决最小值的问题了。幸运的是,有一种漂亮的推导法暗示有一种算法可以很好的解决问题。首先我们把函数想象成山谷,向上面那幅图画一样。然后我们假设有一个球从山谷上沿斜坡滚下,常识告诉我们这颗球会滚落到山谷底部。也许我们可以使用这样一个想法去寻找函数的最小值。开始我们把球随机放置在一个位置,然后模拟球从该点滚落到谷底这一过程。我们可以通过计算C的导数(和一些二阶导数)来简单模拟——这些导数将告诉我们这个山谷的一切局部形状,然后我们就知道这个球该怎么滚落了。

    说了这么多,你可能会以为接下来我将介绍牛顿定理,摩擦力和重力对球体的影响。事实上,我们只是做了一个假设,并不是真的要用这个球的运动来寻找最小值。提到球只是用来激发我们的想象力,而不是束缚我们的思维。因此与其陷进物理学⾥凌乱的细节,不如我们就这样问⾃⼰:如果我们扮演⼀天的上帝,能够 构造⾃⼰的物理定律,能够⽀配球体可以如何滚动,那么我们将会采取什么样的运动学定律来 让球体能够总是滚落到⾕底呢?

    为了使这个问题更明确,让我们讨论当我们将球在v1方向上移动 Δv1 ,在 v2 方向上移动 Δv2 。微积分告诉我们 C 的改变量为:
    这里写图片描述

    我们需要找到一种方法,找到一个Δv2 Δv2 ,使得 ΔC 为负值,即球总是在往低处移动。因此,我们需要定义 Δv v 的变化向量,Δv=(Δv1,Δv2)T。我们还需要定义 C 的梯度为偏导数的向量:(Cv1,Cv2)T。我们用 C 表示梯度向量:
    这里写图片描述

    后面我们将会用 CΔv 来重写 ΔC ,在此之前,我想先解释一下令人困惑的梯度这个概念。当我们第一眼看到 C 的时候,可能会尝试想去理解这个符号的意义。那它究竟是什么意思?事实上,你可以把它简单的当作是上述梯度向量的一个记号。也有很多其它的数学上不同视⻆对于 的专业解释(⽐如,作为⼀个微分操作),但我们不需要这些观点。

    有了这些定义,(7)式中的 ΔC 可以被重新写作:
    这里写图片描述

    这个等式帮助我们理解为什么 C 被称为梯度向量: C C v 的变化关联到C的变化,就像我们期望的用梯度来表示。但是,这个等式真的让我们激动的是因为,它可以让我们知道如何选择 Δv 来使得 ΔC 为负值。特别的,假设我们选择:
    这里写图片描述
    其中 η 是一个很小的,正的参数(被称为学习速率)。然后等式(9)就变为 ΔCηΔCΔC=ηC2 。因为 C0 ,这使得 ΔC0 ,也就是说 C 将总是减小。(当然要在方程9的近似约束下)。这个属性正是我们期望的!因此,我们使用方程(10)来定义球在梯度下降算法中的下降”定律”。也即是我们使用方程(10)来计算Δv的值,然后根据下面的值来移动球的位置 v
    这里写图片描述

    然后我们再一次使用这个更新规则,就可以计算它下一次下降的位置。如果我们一直这样做,C将一直减小知道我们希望它到达全局最小值。

    总结一下,我们使用的梯度下降算法的工作就是重复计算梯度 C ,然后沿着相反方向移动,滚下山谷。我们可以可视化这一过程:
    这里写图片描述

    注意到梯度下降规则并不满足真实的物理规则。在真实世界中,球有动量,动量可能允许它偏移斜坡,甚至向上滚。只有在摩擦力的影响下它才可能滚到山谷。相比之下,我们选择 Δv 规则就像在说”只能往下滚!”,这是一个好的方法去寻找最小值。

    为了使梯度下降正确地工作,我们需要选择一个足够小的学习速率 η ,使得等式(9)可以很好的近似。如果不这样,我们可能将会以 ΔC>0 结束,这显然是不好的。同样,我们又不希望 η 太小,这样会使的 Δv 变化太小,梯度下降算法就会下降得特别慢。在实际实现中, η 通常是变化的,这使得等式(9)能够保持很好的近似度,同时算法又不会太慢。稍后我们将看到它如何工作。

    我已经解释过当 C 只有两个变量时的梯度下降算法了。但是,事实上,即使C有许多变量,也是这么一回事。假设 C 是一个有m个变量的函数 v1,v2...,vm ,然后当 Δv=(Δv1,...,Δvm)T C C的变化量 ΔC 为:
    这里写图片描述

    其中梯度 C 为向量:
    这里写图片描述

    和前面的两个变量时的情况一样,我们可以选择:
    这里写图片描述

    我们保证我们的近似表达式(12)的值也将是负值。这将是我们可以在 C 为多个变量时,通过重复下面这一个更新规则,来找到我们的全局最小值:
    这里写图片描述

    你可以认为这个更新规则就是我们的梯度下降算法。它提供了重复改变位置v来使得函数 C 取最小值的方法。这个规则并不总是有效的,它有时候也会出错并使得我们无法通过梯度下降来寻找C的最小值,后面我们将讨论这个问题。但是,实际使用中,梯度下降往往工作的很好,并且发现它是在神经网络中寻找代价函数最小值的好方法,对网络的学习很有用。

    的确,在这种情况下,梯度下降是寻找最小值的最优策略。假设我们尝试移动 Δv ,最大程度的减小 C .这等价于最小化ΔCCΔv。我们限制步长为一个很小的固定值: Δv=ϵ ϵ>0 。换句话说,我们想在步长固定时,找到使得 C 下降得最快的方向。可以证明,使得CΔv最小化的 Δv Δv=ηC ,其中 η=ϵ/C ,它是由步长限制 ΔC=ϵ 所决定的。因此,梯度下降可以看作一种使得 C 下降最快的方向上做微小移动的方法。

    人们已经研究了梯度下降的许多变化形式,包括一些更接近真实的球的物理运动的形式。这种模拟球的形式有许多优点,但是也有一个重大的缺点:它最终必须计算C的二偏导,这将花费巨大的代价。为了理解为什么这么做代价很高,假设我们需要计算所有的二阶偏导 2C/vjvk 。如果我们有百万个变量 vj ,那么我们需要计算数万亿级别(百万的平方)的二阶偏导。那将会花费巨大。说了这么多,有一些技巧可以避免这些问题,寻找梯度下降算法的代替发也是一个很活跃的研究领域。但这本书我们将使用梯度下降法(和变种)来作为我们神经网络学习的主要方法。

    我们如何将梯度下降算法应用到一个神经网络?其思想是,使用梯度下降算法找到权重 wk 和偏差 bl ,使得代价公式(6)的值最小。为了了解这是如何实现的,让我们重申一下梯度下降算法的更新规则,用权重和偏差代替变量 vj 。换句话说,我们的”位置“现在由 wk bl 组成,梯度向量对应的元素变为 C/wk C/bl 。以向量中元素的形式写出梯度下降的更新规则,我们有:
    这里写图片描述

    通过迭代使用这个更新规则,我们可以“滚下山谷”,找到期望的最小的代价函数。换句话说,这个规则可以用来学习神经网络。

    在应用梯度下降时有许多挑战,我们将在后面的深入探讨这个问题。现在,我仅仅关注一个问题,在提出问题之前,我们先回顾一下公式(6)中的二次代价函数。这个代价函数有着 C=1nxCx 的形式,也就是它是遍及每个训练样本代价 Cx=y(x)a22 的均值。在实际中,为了计算梯度 C ,我们需要单独计算每一个输入样本 x 的梯度Cx,然后再求平均 C=1nxCx 。不幸的是,当训练样本过大时,这会使得训练花费的时间很长。

    有一种叫做随机梯度下降的方法可以用来加速学习。这个思想就是通过随机选取小的训练样本来计算 Cx 来近似估计 C 。通过平均这一个小的样本就可以快速的估计出梯度 C ,这有助于帮助我们加速梯度下降,进而更快的学习。更精确地说,随机梯度下降是通过随机选取一个小数量地训练样本 m 作为输入。 我们将这些随机的输入样本记为X1,X2,...,Xm,并把它们称为一个小批量数据。假设提供的样本容量 m 是足够使得Cxj与计算所有得样本 Cx 的值约等,即
    这里写图片描述

    其中第二个求和公式是对所有的训练样本而言。通过上式我们得到:
    这里写图片描述

    也就是我们可以通过计算样本大小为 m< 全部样本的小批量数据的梯度,来估计整体的梯度。为了明确地将其和神经网络联系起来,假设 wk bl 分别为神经网络的权值和偏差。然后随机梯度下降通过随机选取一个训练样本作为输入,然后通过下式训练:
    这里写图片描述

    其中两个求和符号是在随机选取的小批量的训练样本上进行的。然后我们使用另一组随机的训练样本去训练,以此类推,直到我们用完了所有的训练输入,这样被称为一个训练迭代期。然后我们会开始一个新的训练迭代期。

    另外,对于改变代价函数⼤⼩的参数,和⽤于计算权重和偏置的⼩批量数据的更新规则,会有不同的约定。在等式(6)中,我们通过因子 1n 来改变整个代价函数的大小,人们有时候忽略 1n ,对单个训练样本的代价求和而不是平均。这对我们提前不知道训练样本总数的时候特别有效,比如学习数据是实时产生的。同样,在式子(20)(21)中的 1m 也可以舍去。但是需要注意的是,这样会导致学习速率的改变,对不同工作进行对比时,需要注意是求平均还是求和。

    实现我们的数字分类网络

    现在我们准备开始用代码通过随机梯度下降和MNIST训练集实现我们的识别网络。我们将使用python(2.7)来实现,仅仅74行代码!首先我们需要获得MNIST数据集,如果你使用git,你可以通过克隆代码库来获取:
    git clone https://github.com/mnielsen/neural-networks-and-deep-learning.git
    如果你不使用git也可以点击这里来获取数据和源码。

    顺便提一下,之前我说MNIST数据集被分成了60000个训练图像和10000个测试图像,那是官方的描述。事实,我们将对这些数据做一些不同的划分。我们将对60000个MNIST训练集分成两部分,其中50000作为训练集,另外10000作为检验集。在这里我们先不会使用检验数据,但是在后面我们将会发现它对于神经网络中一些如学习速率这样的超参数的设置很有用,这些超参数不是学习算法所决定的。景观验证数据不是原始MNIST的规范,但是许多人都这样使用MNIST数据集,并且在神经网络中使用验证数据是很普遍的。从现在开始我们提到的MNIST训练数据指的是50000张训练图像而不是原始的60000张图像。

    除了MNIST数据集以外,我们还需要python中的Numpy包,用于快速线性代数运算。

    在列出一个完整的代码清单之前,让我先解释一下神经网络代码的核心特性。核心是一个Network类,用来表示神经网络,下面是初始化网络Network类的代码:

    class Network(object):
    
        def __init__(self, sizes):
            self.num_layers = len(sizes)
            self.sizes = sizes
            self.biases = [np.random.randn(y, 1) for y in sizes[1:]]
            self.weights = [np.random.randn(y, x) 
                            for x, y in zip(sizes[:-1], sizes[1:])]

    在这个代码中,list对象sizes包含了各层中神经元的数量。比如,你想创建一个第一层有2个神经元,第二层3个神经元,第三次1个神经元的网络,你可以这样创建类对象:

    net = Network([2, 3, 1])

    网络对象中的偏差和权重是初始化为随机值,使用Numpy包中的np.random.randn函数来产生均值为0,标准差为1的⾼斯分布。这个随机初始化也就是我们使用随机梯度下降算法的一个起点。后面我们将讨论其他初始化权重和偏差的方法。注意,Network初始化代码中是假定第一层为输入层的,并且对这些神经元不设置任何偏差,因为偏差仅仅被用于后面层输出的计算。

    另外偏差和权重以Numpy矩阵列表的形式存储。因此,net.weights[1]是一个存储着链接第二层和第三层神经元权重矩阵。由于net.weights[1]写起来很冗长,我们就用 w 表示这个矩阵。也就是wjk表示的是第二次的第k个神经元和第三层的第j个神经元之间的权重。那么第三层神经元的激活向量为:
    这里写图片描述

    我们需要一块一块地来解释这个方程。 a 是第二层神经元的激活向量(输出向量)。为了获得a,我们用 a 乘以权重矩阵w,然后再加上偏差向量 b 。然后对向量wa+b中的每个元素使用 σ 函数。

    有了这些知识,很容易写出从Network计算输出的代码实例,我们从定义sigmoid函数开始:

    def sigmoid(z):
        return 1.0/(1.0+np.exp(-z))

    注意到当参数z是一个向量或者Numpy数组时,Numpy自动的对向量中每一个元素应用sigmoid函数。

    让后我们添加feedforward方法在Network类中,它对于网络给定输入a,返回对应的输出,这个方法是对每一层应用方程(22):

        def feedforward(self, a):
            """Return the output of the network if "a" is input."""
            for b, w in zip(self.biases, self.weights):
                a = sigmoid(np.dot(w, a)+b)
            return a

    的确,我们想要Network对象做的主要事情是学习。我们用SGD函数来实现随机梯度下降算法。下面是代码,有些地方比较神秘,我会在代码后面逐个分析。

    def SGD(self, training_data, epochs, mini_batch_size, eta,
                test_data=None):
            """Train the neural network using mini-batch stochastic
            gradient descent.  The "training_data" is a list of tuples
            "(x, y)" representing the training inputs and the desired
            outputs.  The other non-optional parameters are
            self-explanatory.  If "test_data" is provided then the
            network will be evaluated against the test data after each
            epoch, and partial progress printed out.  This is useful for
            tracking progress, but slows things down substantially."""
            if test_data: n_test = len(test_data)
            n = len(training_data)
            for j in xrange(epochs):
                random.shuffle(training_data)
                mini_batches = [
                    training_data[k:k+mini_batch_size]
                    for k in xrange(0, n, mini_batch_size)]
                for mini_batch in mini_batches:
                    self.update_mini_batch(mini_batch, eta)
                if test_data:
                    print "Epoch {0}: {1} / {2}".format(
                        j, self.evaluate(test_data), n_test)
                else:
                    print "Epoch {0} complete".format(j)

    training_data 是⼀个 (x, y) 元组的列表,表⽰训练输⼊和其对应的期望输出。变量 epochs 和mini_batch_size 正如你预料的 —— 迭代期数量,和采样时的⼩批量数据的⼤⼩。eta 是学习速率,η。如果给出了可选参数 test_data,那么程序会在每个训练器后评估⽹络,并打印出部分进展。这对于追踪进度很有⽤,但相当拖慢执⾏速度。

    update_mini_batch代码如下。在每一次迭代期,先随机排列训练样本,然后将它分成适当大小的小批量数据。这是一个简单的从训练样本随机采样的数据。然后对每一个小批量数据应用一次梯度下降。它仅仅使⽤ mini_batch 中的训练数据,根据单次梯度下降的迭代更新⽹络的权重和偏置:

      def update_mini_batch(self, mini_batch, eta):
            """Update the network's weights and biases by applying
            gradient descent using backpropagation to a single mini batch.
            The "mini_batch" is a list of tuples "(x, y)", and "eta"
            is the learning rate."""
            nabla_b = [np.zeros(b.shape) for b in self.biases]
            nabla_w = [np.zeros(w.shape) for w in self.weights]
            for x, y in mini_batch:
                delta_nabla_b, delta_nabla_w = self.backprop(x, y)
                nabla_b = [nb+dnb for nb, dnb in zip(nabla_b, delta_nabla_b)]
                nabla_w = [nw+dnw for nw, dnw in zip(nabla_w, delta_nabla_w)]
            self.weights = [w-(eta/len(mini_batch))*nw 
                            for w, nw in zip(self.weights, nabla_w)]
            self.biases = [b-(eta/len(mini_batch))*nb 
                           for b, nb in zip(self.biases, nabla_b)]

    大部分的工作有下面这行代码完成:

     delta_nabla_b, delta_nabla_w = self.backprop(x, y)

    这行调用了一个称为反向传播的算法,可以快速的计算代价函数的梯度。因此update_mini_batch 的⼯作仅仅是对 mini_batch 中的每⼀个训练样本计算梯度,然后适当地更新 self.weights 和 self.biases。

    我现在不会列出 self.backprop 的代码。我们将在后面学习反向传播是怎样⼯作的,包括self.backprop 的代码。现在,就假设它按照我们要求的⼯作,返回与训练样本 x <script type="math/tex" id="MathJax-Element-183">x</script>相关代价的适当梯度。

    测试:
    这里写图片描述

    首先创建三个py文件,第一个用来读取数据,第二个用来学习,第三个就是调用上面两个文件中的函数。
    源码下载地址:
    手写数字分类网络源码

    可以看到参数选取为:
    这里写图片描述
    即迭代30次,小批量数据大小为3,学习速率为3.0时的准确率如图:
    这里写图片描述 这里写图片描述

    准确率达到了94.67%。

    我们还可以通过自己生成一张手写数字的图片,测试一下结果,下面的图片是我通过画板自己画的:
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    这里写图片描述

    我们可以通过改变神经网络隐藏层的神经元数量,或者学习速率,或者小批量数据大小来改变识别准确率。这些参数的选取,调试都是神经网络构造过程中重要的步骤。后面将会继续学习,下一篇文章将会讲到上面没有解释的backprop()函数,即反向传播算法。


    参考原文:http://neuralnetworksanddeeplearning.com/chap1.html#a_simple_network_to_classify_handwritten_digits
    以上是作者对原文的翻译和理解,有不对的地方请指正。


    注:转载请注明原文出处:
    作者:CUG_UESTC
    出处:http://blog.csdn.net/qq_31192383/article/details/77198870

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