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语法树学习笔记——数据库实现原理
5.2写sql语句-画语法树-逻辑查询计划-简单优化（选择、投影）
5.2.1 写sql语句
这部分不是在这儿学的，简单说说吧，高手略过，挑毛病也可：
举例：查询生于1960 年的影星的名字：
SELECT name FROM MovieStar WHERE birthdate LIKE ’%1960’;
Select 是查询语句开头的关键字，永远不变，记住即可（别写错单词就行）
后面跟着的是一个或多个属性名（在数据库中叫字段名），此处是影星数据库表的一个字段“name”,存储的是影星的名字。注意：如果这里有多个属性名，请用逗号“,”分隔开
From 也是关键字，后面跟着的是数据库表名，就是关系名(R)，也可以有多个，用逗号分隔
Where 查询是条件部分，后面跟着的是查询条件表达式，由属性名、值、运算或比较符号等组成。
这个例子的查询条件是：生日（birthdate）属性值为以1960结尾的那些记录，“%”是通配符（通配所有长度的字符串，“_”只通配长度为1的字符串），注意：用通配符时一定要用Like关键字哦。如果字段是日期类型的，快看SQL的书吧，要对准格式的！
5.2.2画语法树
先看语法树中要用到的语法：

语法类<Attr>,<Rel>和<Value>(或Pattern)比较特殊， 因为它们不是通过语法规则定
义的，而是通过它们所代表的原子的规则来定义的。
– Attr的子女必须是符合数据库模式中属性名的字符串
– Rel的子女必须是符合数据库模式中关系名的字符串
– Value(或Pattern)必须是符合SQL语法的字符串或数值
看个例子吧：
假设一个数据库中存储着学生和系院两个表如下：

我们想要查询到所有具有四年级学生的系院的名称：
Select DeptName from Department,Student
where Student.Major= Department.Code And Student.Year=4
就是让Student和Department两个表通过“专业”Major进行等值连接(join),并限定只返回Student中有四年级的那些记录

语法树如下：

这里只要注意语法名称和画法即可。
注意：1、在FromList中的属性名用Rel表示，不要用Attr，2、如果FromList中有两个以上的关系（表）名，则请在第二个以后的<Rel>的上层加入一个<FromList>！
3、条件<Condition>中如果有多个条件，请将每个条件用多级<Condition>分层，直到最后细化到<Attr>,<Value>对应的具体属性名称或值为止。
5.2.3 逻辑查询计划树
从语法分析树到逻辑查询计划树，看一个简单的情况的图例：

转换成关系代数的方法：
– 直接将所有“简单的”select-from-where结构转换成关系代数，具体地：
• 如果有一个属于“SFW”成份的＜query＞，并且该成份中的<Condition>没有子查询，则我们可以用一个关系代数表达式来替换整个成份—select列表、from列表以及条件，其中代数表达式自底向上由以下内容组成：
– <FromList>中提及的全部关系的积是以下操作符的参数：
– 选择σC，其中C就是要被替换成份中的“condition”表达式的参数，同时选择又是下面操作符的参数
– 投影πL，其中L是”SelList”中的属性列表。看下面的图例琢磨琢磨：

如果涉及到嵌套查询，那么有关如何从条件中去除子查询的部分大家就到网上查找吧，如果知道了原理也不难，这里就不研究了，汗……
5.2.4 启发式优化
启发式优化的原则：
– 尽可能地将选择条件下推，尽早执行选择，使得过滤后的中间结果尽可能地小；
– 用连接（join）替换笛卡尔积
– 尽可能下推投影，在适当的位置增加投影操作
– 利用pipeline，减少查询计划的执行时间
看图例吧：

呵呵，上图不需要优化，按照启发式优化的原则，已经是最优了。

这个需要优化:
1、用join替换了笛卡尔积和选择的组合，注意替换的细节，选择的条件成为了join的条件，
2、 下推了投影，因为下面from列表中的Department是可以提前进行投影的（可以减少结果集），不过注意要将code一起投影下来，因为在上层进行join时是需要code这个属性的，否则将join不出任何结果，这个很重要，一定要记住！

再看一个例子：

注意：这个例子比上图多了一个下推了选择，下推选择时要注意，因为只有Student有Year(学年)的属性，所以，只能下推到Student那里，而且因为Department中没有Year属性，所以Join时不需要这个条件！
也就是因为以上两个原因才可以进行优化，最后显示了优化前和优化后的结果，虽然优化后表达式复杂了，但是效率肯定是大大提高了！

嵌套查询比较麻烦，但是如果弄懂了上面的原理，也是可以迎刃而解滴！

By lzq2000 2011-11-3