数据蒋堂 | 从SQL语法看离散性

简介:

image

所谓离散性,是指集合的成员可以游离在集合之外存在并参与运算,游离成员还可以再组成新的集合。从离散性的解释上可以知道,离散性是针对集合而言的一种能力,离开集合概念单独谈离散性就没有意义了。

离散性是个很简单的特性,几乎所有支持结构(对象)的高级语言都天然支持,比如我们用Java时都可以把数组成员取出来单独计算,也可以再次组成新的数组进行集合运算(不过Java几乎没有提供集合运算类库)。

但是SQL的离散性却很差。

SQL体系中有记录的概念,但并没有显式的记录数据类型。单条记录被SQL作为只有一条记录的临时表处理,也就是个单成员的集合。而且,SQL从表(集合)中取出记录时总是复制出一条新记录,和原表中的记录已经没有关系了,这个特性被称为immutable。immutable特性有助于保证代码的正确性和简单性,但也会丧失离散性。

缺失离散性会带来代码的繁琐和效率的低下。

比如要计算张三和李四的年龄差和工资差,SQL要写成两句:

image

这不仅书写麻烦,而且要重复查询。

如果支持较好的离散性,我们可以写成这样:

image

查询结果可以游离在集合外独立存在,并可以反复使用。

immutable特性会要求每次运算都复制数据,这在只读的运算中还只是浪费时间和空间影响效率,但如果要改写数据时,造成的麻烦就严重得多。

比如我们想对业绩在前10%销售员再给予5%的奖励。一个正常思路是先把业绩在前10%的销售员找出来,形成一个中间集合,然后再针对这个集合的成员执行奖励5%的动作。但由于SQL缺乏离散性,immutable特性导致满足条件的记录再形成的集合和原记录是无关的,在中间结果集上做修改没有意义。这样就迫使我们要把整个动作写成一个语句,直接在原表中找到满足条件的记录再加以修改,而前10%这种条件并不容易简单地在WHERE子句中写出来,这又会导致复杂的子查询。这还只是个简单例子,现实应用中比这复杂的条件比比皆是,用子查询也很难写出,经常采用的办法则是先把满足条件的记录的主键计算出来,再用这些主键到原表中遍历找到原记录去修改,代码繁琐且效率极为低下。

如果语言支持离散性,我们就可以执行上述思路了:

image

从上面两个简单例子可以看出,缺失离散性会加剧分步计算的困难,immutable特性会降低性能并占用空间。当然,离散性的问题还不止于此。

不能用原集合的成员构成新集合再进行计算,SQL在做分组时无法保持分组子集,必须强迫聚合,作为集合化语言,SQL的集合化并不彻底。没有游离记录及其集合的表示方法,只能用传统的外键方案表示数据之间的关联关系,写出的代码既繁琐又难懂,而且运算性能还差,缺乏离散性的SQL无法采用直观的引用机制描述关联。特别地,没有离散性的支持,SQL很难描述有序计算,有序计算是离散性和集合化的典型结合产物,成员的次序在集合中才有意义,这要求集合化,有序计算时又要将每个成员与相邻成员区分开,会强调离散性。

这些具体内容我们会在后续文档中逐步详细说明。我们要从理论上改进SQL(或者更合适的说法是关系代数),主要工作就是在保持集合化的基础上引入离散性,从而解决上述问题,让新的语言能够同时拥有SQL和Java的优点。

image

清华大学计算机硕士,著有《非线性报表模型原理》等,1989年,中国首个国际奥林匹克数学竞赛团体冠军成员,个人金牌;2000年,创立润乾公司;2004年,首次在润乾报表中提出非线性报表模型,完美解决了中国式复杂报表制表难题,目前该模型已经成为报表行业的标准;2014年,经过7年开发,润乾软件发布不依赖关系代数模型的计算引擎——集算器,有效地提高了复杂结构化大数据计算的开发和运算效率;2015年,润乾软件被福布斯中文网站评为“2015福布斯中国非上市潜力企业100强”;2016年,荣获中国电子信息产业发展研究院评选的“2016年中国软件和信息服务业十大领军人物”;2017年, 自主创新研发新一代的数据仓库、云数据库等产品即将面世。

image

《数据蒋堂》的作者蒋步星,从事信息系统建设和数据处理长达20多年的时间。他丰富的工程经验与深厚的理论功底相互融合、创新思想与传统观念的相互碰撞,虚拟与现实的相互交织,产生出了一篇篇的沥血之作。此连载的内容涉及从数据呈现、采集到加工计算再到存储以及挖掘等各个方面。大可观数据世界之远景、小可看技术疑难之细节。针对数据领域一些技术难点,站在研发人员的角度从浅入深,进行全方位、360度无死角深度剖析;对于一些业内观点,站在技术人员角度阐述自己的思考和理解。蒋步星还会对大数据的发展,站在业内专家角度给予预测和推断。静下心来认真研读你会发现,《数据蒋堂》的文章,有的会让用户避免重复前人走过的弯路,有的会让攻城狮面对扎心的难题茅塞顿开,有的会为初入行业的读者提供一把开启数据世界的钥匙,有的甚至会让业内专家大跌眼镜,产生思想交锋。

原文发布时间为:2017-08-26
本文作者:蒋步星
本文来自云栖社区合作伙伴“数据派THU”,了解相关信息可以关注“数据派THU”微信公众号

相关文章
|
3天前
|
SQL 存储 关系型数据库
【MySQL基础篇】全面学习总结SQL语法、DataGrip安装教程
本文详细介绍了MySQL中的SQL语法,包括数据定义(DDL)、数据操作(DML)、数据查询(DQL)和数据控制(DCL)四个主要部分。内容涵盖了创建、修改和删除数据库、表以及表字段的操作,以及通过图形化工具DataGrip进行数据库管理和查询。此外,还讲解了数据的增、删、改、查操作,以及查询语句的条件、聚合函数、分组、排序和分页等知识点。
【MySQL基础篇】全面学习总结SQL语法、DataGrip安装教程
|
1月前
|
SQL 存储 关系型数据库
SQL `CREATE DATABASE` 语法
【11月更文挑战第10天】
64 3
|
1月前
|
SQL 存储 缓存
SQL Server 数据太多如何优化
11种优化方案供你参考,优化 SQL Server 数据库性能得从多个方面着手,包括硬件配置、数据库结构、查询优化、索引管理、分区分表、并行处理等。通过合理的索引、查询优化、数据分区等技术,可以在数据量增大时保持较好的性能。同时,定期进行数据库维护和清理,保证数据库高效运行。
|
1月前
|
SQL 关系型数据库 数据库
sql语法
【10月更文挑战第26天】sql语法
38 5
|
2月前
|
SQL 移动开发 Oracle
SQL语句实现查询连续六天数据的方法与技巧
在数据库查询中,有时需要筛选出符合特定时间连续性条件的数据记录
|
2月前
|
SQL 存储 关系型数据库
添加数据到数据库的SQL语句详解与实践技巧
在数据库管理中,添加数据是一个基本操作,它涉及到向表中插入新的记录
|
2月前
|
SQL 数据挖掘 数据库
SQL查询每秒的数据:技巧、方法与性能优化
id="">SQL查询功能详解 SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)是一种专门用于与数据库进行沟通和操作的语言
|
2月前
|
SQL 监控 数据处理
SQL数据库数据修改操作详解
数据库是现代信息系统的重要组成部分,其中SQL(StructuredQueryLanguage)是管理和处理数据库的重要工具之一。在日常的业务运营过程中,数据的准确性和及时性对企业来说至关重要,这就需要掌握如何在数据库中正确地进行数据修改操作。本文将详细介绍在SQL数据库中如何修改数据,帮助读者更好
504 4
|
2月前
|
SQL 数据库
SQL数据库基础语法入门
[link](http://www.vvo.net.cn/post/082935.html)
|
2月前
|
SQL 存储 关系型数据库
mysql SQL必知语法
本文详细介绍了MySQLSQL的基本语法,包括SELECT、FROM、WHERE、GROUPBY、HAVING、ORDERBY等关键字的使用,以及数据库操作如创建、删除表,数据类型,插入、查询、过滤、排序、连接和汇总数据的方法。通过学习这些内容,读者将能更好地管理和操
39 0