Microsoft Sql Server 2008技术内幕：T-SQL 查询【第一章 逻辑查询处理（20150622）】
注：本文是自己学习摘要，以便后面查询，无其他目的！
logical query processing
前言
Transact-SQL 是ANSI和ISO SQL 标准的Microsoft SQL server方言或扩展。
1.1 逻辑查询处理的各个阶段
1.1.1逻辑查询处理阶段简介
（1） from ：from阶段标识出查询的来源表。处理表运算符。每个表运算符也会应用一系列子阶段。例如，在联接运算中涉及的阶段是（1-J1）笛卡尔积、（1-J2）on筛选器和（1-J3）添加外部行。from阶段生成虚拟表VT1。
（1-J1）笛卡尔积：这个阶段对表运算符涉及的两个表执行笛卡尔积（交叉联接），生成虚拟表VT1-J1.
（1-J2）ON 筛选器：这个阶段对VT1-J1中的行根据on 子句（<on_predicate>）中出现的谓词进行筛选。只有让该谓词取值为true的行，才能插入VT1-J2中。
（1-J3）添加外部行：如果指定了outer join（相对于cross join或inner join ），则将保留表（preserved table）中没有找到匹配的行，作为外部行添加到VT1-J2，生成VT1-J3.
（2） where：这个阶段根据在where子句中出现的谓词（<where_predicate>）对VT1中的行进行筛选。只有让谓词计算结果为true的行，才会插入VT2中。
（3） group by: 按照group by 子句中指定的列名列表，将VT2中的行进行分组，生成VT3。最终，每个分组只有一个结果行。
（4） having：根据having子句中出现的谓词（<having_predicate>）对VT3中的分组进行筛选。只有让谓词计算结果为TRUE的组，才会插入到VT4中。
（5） select：处理select子句中的元素。生成VT5。
（5-1）计算表达式： 计算select 列表中的表达式，生成VT5-1.
(5-2) distinct：删除VT5-1中的重复行，生成VT5-2.
（5-3）top：根据order by 子句定义的逻辑排序，从VT5-2中选择前面指定数量或百分比的行，生成表VT5-3.（如果没有order by，则top的顺序应该是存储的顺序？）
（6）order by：根据order by子句中指定的列名列表，对VT5-3中的行进行排序，生成游标VC6.
1.3 逻辑查询处理阶段详解
1.3.1 步骤1 FROM阶段
三种筛选器：on、where、having
注意：如果from子句中又多个表运算符，则按从左到右的顺序进行处理，每个表运算符的结果作为下一个表运算符的左输入，最终生成的虚拟表将作为下一阶段的输入。
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三值逻辑：（Three-valued logic） 定义：在sql中谓词（逻辑表达式）的可能取值为true、false、unknown，这就是所谓的三值逻辑，是sql特有的属性。 大多数编程语言中的逻辑表达式只有true和false两种取值。sql中的unknown逻辑值通常出现在涉及null值的逻辑表达式中（例如，以下这三个表达式的逻辑值都是unknown：null>2、null=null和x+null>y ）.null这个符号代表一种缺失的值。当把一个缺失的值和另一个值（这个值也可能是null）进行比较时，逻辑结果总是unknown。 unknown逻辑结果和null的处理非常容易引起混淆。虽然not true等于false，not false 等于true，但unknown的反面（not unknown）仍然是unknown。 在不同的语言元素中，unknown逻辑结果和null 的处理方式也不尽相同。例如：所有的查询筛选器（on、where、having）都把unknown当做false处理。使筛选器取值为unknown的行会被排除在结果之外。而check约束中的unknown值实际上被当做true对待，假设表中包含一个check约束，要求salary列的值必须大于0.向该表插入salary为nnull的行时也可以成功。因为（null>0）等于unknown，在check约束中按true来处理。 在筛选器中比较两个null值将得到unknown，而unknown按false来处理，就好像其中这两个null不相等一样。 而另一方面，在unique约束、集合运算（如union和except）、以及排序和分组操作中，认为两个null是相等的。 （1）如果表中又一列定义了unique约束，将无法向表中插入该列为null的两行。T-SQL在这一点上与标准不符。 （2）group by子句会将所有null值分到一组。 （3）order by子句会将所有null值排列到一起。 |
1.3.2 步骤2：where阶段
警告：因为还没有对数据进行分组，所以在where子句中不能使用聚合，例如，不能使用where orderdate=max（orderdate），也不能引用select列表中创建的别名，因为select列表这时还未被处理，例如，不能使用select year（orderdte） as orderyear。。。 where orderyear>2008.
对于包含outer join 子句的查询，一个让人感到困惑的问题是：到底应该在on筛选器还是在where筛选器中指定逻辑表达式？
两者的主要区别是on筛选器在添加外部行（步骤1-j3）之前应用，而在where筛选器则是在步骤（1-J3）之后才应用。on筛选器对保留表中部分行的删除并不是最终的，因为步骤（1-J3）会把这些行再添加回来，相反，where筛选器对行的删除时最终的，牢记这一点，将有助于做出正确的选择。（提示：只有当使用外联结时，on和where子句才会存在这种逻辑区别，当使用内联接时，在哪里指定逻辑表达式都一样，因为将会跳过步骤3,。在彼此相连的两个步骤中应用这些筛选器，中间没有其他任何步骤。）
1.3.3 步骤3：group by 阶段
这个阶段认为两个null值时相等的。也就是说，所有的null值会被分到同一组，就像一个已知的确定值一样。
1.3.4 步骤4：having 阶段
注意：count（*）会把外部行统计在内，即包含null值。故应指定列，count（orderid），这样就是准确的统计出每个客户的订单数。
1.3.5 步骤5：select 阶段
这里有一个同时操作的概念：例如，在大多数编程环境中，为了交换两个变量值，需要使用一个临时变量，而在sql中交换两个列值时，可以使用：
update dbo.T1 set c1=c2,c2=c1,从逻辑上来说，应该假设所有操作是同时发生的。就好像是在整个操作完成之前，没有修改过表。接着再用计算结果替换原来的列值，基于类似的原因，以下update语句将更新T1中的所有行，为c1列加上更新开始时T1中的最大的c1值：update dbo.T1 set c1=c1+(select max(c1) from dbo.t1 );不用担心最大的c1值会随着操作的进行而持续变化，因为操作是同时瞬间发生的。
top选项：百分比是向上取整。
在top中有一个选项：with ties ，指定从基本结果集中返回额外的行，对于 ORDER BY 列中指定的排序方式参数，这些额外的返回行的该参数值与 TOP n (PERCENT) 行中的最后一行的该参数值相同。只能在 SELECT 语句中且只有在指定了 ORDER BY 子句之后，才能指定 TOP...with ties。
1.3.6 步骤6：排序用的order by 阶段
该阶段可以用select中的别名，即别名处理是在select 阶段。
这一步，与其他所有步骤不同的是，它返回的不是一个有效的表，而是一个游标。sql 的理论基础是集合论。集合中的行之间没有预先定义的顺序，它只是成员的一种逻辑组合，成员之间的顺序无关 紧要。对于带有排序作用的order by子句的查询，可以返回一个对象，其中的行按特定的顺序组织在一起。ANSI把这种对象称为游标（cursor）。理解这一步是正确理解sql 最基本的步骤之一。
表表达式：包括视图、内联表值函数、派生表、cte。在sql中，表表达式中不允许使用带有ordere by子句的查询。而在T-SQL中，这一规定有一个例外，如果同时指定了top选项。
记住：不要为表中的行假设任何特定的顺序。
order by 子句认为两个null值是相等的。
1.4 逻辑查询处理的深入内容
1.4.1 表运算符
sql 2008中支持4种在查询的from子句使用的表运算符：join、apply、pivot、unpivot。注意，apply、pivot、unpivot不是ANSI标准运算符，它们是T-SQL中特种的扩展。
1.4.3 集合运算符
sql 2008支持4种集合运算符：union all、union、except、intersect。
