本章介绍关系型数据库的基本概念，并使用 DataGrip 演示如何操作 SQLite 数据库。全程以 SQL 命令为核心，观察 DataGrip 生成的语句，再手动编写定制查询。
完整 SQL 脚本见 scripts/console.sql，可直接在 DataGrip 中打开并逐段执行。
数据库中的**表（Table）**与 Excel 表格本质相同——行是记录，列是字段。
以学生信息为例，每一行是一名学生（记录），每一列是一个属性（字段）：
| 记录编号 | 学号 | 姓名 | 年龄 | 年级 | 家庭住址 | 入学时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A20241001 | 张伟 | 18 | 1 | 北京市海淀区 | 2023/9/1 |
| 2 | A20241002 | 李静 | 19 | 2 | 上海市徐汇区 | 2022/9/1 |
| 3 | B20241003 | 王磊 | 20 | 3 | 广州市天河区 | 2021/9/1 |
如果再有一张文章表，用"作者"列直接存储姓名：
| 文章编号 | 文章名称 | 文章内容 | 作者 | 创作时间 |
|---|---|---|---|---|
| 101 | 人工智能在教育中的应用 | 本文探讨了人工智能技术在现代教育场景中的应用… | 张伟 | 2024/12/15 |
| 102 | Web 前端框架对比分析 | 比较了当前主流前端框架如 React、Vue 和 Angular 的优势… | 李静 | 2024/12/20 |
| 103 | 绿色能源的发展趋势 | 分析了全球绿色能源的发展现状、挑战以及未来的趋势… | 王磊 | 2025/1/5 |
| 104 | 区块链在金融行业的应用 | 介绍了区块链技术在支付、清算、供应链金融等方面的实践案例… | 陈芳 | 2025/1/8 |
| 105 | 现代城市交通问题及解决方案 | 探讨了城市交通拥堵的成因与智能交通系统的潜在解决方式… | 刘强 | 2025/1/10 |
这样设计有明显问题：
- 作者姓名重复存储，浪费空间
- 如果学生改名，所有文章的"作者"列都要跟着改
- 无法准确区分同名学生
正确做法是：文章表只存储学生的编号（id），通过编号关联到学生表——这就是外键（Foreign Key）。
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 主键（Primary Key） | 唯一标识一条记录，同一张表中不可重复，通常用自增整数 id |
| 外键（Foreign Key） | 引用另一张表的主键，建立两张表之间的关联 |
下图展示了 users 和 blogs 两张表的关联关系：
blogs 表的 user_id（外键）引用 users 表的 id（主键）。一个用户可以发布多篇博客——这是一对多关系。
随着需求增长，可以继续增加表。下图加入了 groups 表，用来记录用户所属的权限组：
users.group_id 引用 groups.id，blogs.user_id 引用 users.id。三张表通过主外键形成一条关联链。
| 数据库 | 初始年份 | 特点 |
|---|---|---|
| SQLite | 2000 | 嵌入式、轻量、无服务器，数据库即单个文件，适合教学和本地开发 |
| PostgreSQL | 1989 | 开源、功能完整、标准兼容性最好，适合生产环境 |
| MySQL | 1995 | Web 开发常用，简洁高效，社区庞大 |
| Oracle | 1979 | 商业数据库领导者，稳定性强，适合大型企业 |
| MSSQL | 1989 | 微软出品，与 Windows 深度集成 |
本章使用 SQLite，无需安装数据库服务，数据库就是一个 .sqlite 文件，适合入门。
- 打开 DataGrip → New Project
- 左侧 Database Explorer → + → Data Source → SQLite
- File 一栏选择或新建一个
.sqlite文件路径（本章演示时使用的是data/目录） - 点击 Test Connection（首次使用会提示下载驱动，按提示确认）→ OK
连接成功后，在 Database Explorer 中右键数据库 → New → Query Console，即可输入并执行 SQL 语句。
也可以通过Datagrip的图形化向导逐步创建SQL语句。
data/目录说明： 这是 DataGrip 存放数据库文件的目录，data/db1.sqlite是本章演示时产生的数据库文件，可以直接用 DataGrip 打开查看，也可以直接用vscode的sqlite viewer直接查看。
DDL（Data Definition Language）用于创建、修改、删除数据库对象。
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
username TEXT NOT NULL UNIQUE,
email TEXT NOT NULL UNIQUE,
password TEXT NOT NULL,
created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
CREATE TABLE IF NOT EXISTS blogs (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
user_id INTEGER NOT NULL,
title TEXT NOT NULL,
content TEXT NOT NULL,
published BOOLEAN DEFAULT 0,
created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE
);关键字说明：
| 关键字 | 作用 |
|---|---|
PRIMARY KEY |
主键，值在整张表中唯一 |
AUTOINCREMENT |
插入新记录时 id 自动递增 |
NOT NULL |
该字段不允许为空 |
UNIQUE |
该字段在整张表中不允许重复 |
DEFAULT |
插入时若不提供该字段，使用默认值 |
FOREIGN KEY ... REFERENCES |
声明外键，引用另一张表的主键 |
ON DELETE CASCADE |
当被引用的记录删除时，级联删除本表中关联的记录 |
SQLite 常用数据类型：
| 类型 | 说明 |
|---|---|
INTEGER |
整数 |
TEXT |
字符串 |
REAL |
浮点数 |
BOOLEAN |
布尔值（SQLite 内部存储为 0 / 1） |
DATETIME |
日期时间（SQLite 内部存储为文本） |
DML（Data Manipulation Language）用于对数据进行增删改查。
-- 插入单条记录
INSERT INTO users (username, email, password)
VALUES ('alice', 'alice@example.com', 'password123');
-- 一次插入多条记录
INSERT INTO users (username, email, password)
VALUES
('bob', 'bob@example.com', 'password123'),
('jack', 'jack@example.com', 'password123');字符串中若包含单引号，用两个单引号转义：
INSERT INTO blogs (user_id, title, content)
VALUES (2, 'Bob''s Note', 'Unpublished content.');-- 查询所有字段
SELECT * FROM users;
-- 查询指定字段
SELECT username, email FROM users;
-- 条件过滤
SELECT * FROM blogs WHERE user_id = 1;
SELECT * FROM blogs WHERE published = 1;单张表无法同时得到博客标题和作者名，需要用 JOIN 将两张表合并：
-- 查询所有博客及其作者名
SELECT blogs.id, blogs.title, users.username, blogs.published
FROM blogs
JOIN users ON blogs.user_id = users.id;
-- 使用表别名，更简洁
SELECT b.id, b.title, u.username, b.published
FROM blogs AS b
JOIN users AS u ON b.user_id = u.id;JOIN ... ON 指定连接条件：把 blogs.user_id 与 users.id 相等的行合并为一行。
UPDATE blogs SET title = 'My Updated Blog Title' WHERE id = 1;
UPDATE blogs SET published = 1 WHERE id = 2;
UPDATE users SET password = 'password456' WHERE id = 1;警告：
UPDATE不加WHERE会更新整张表的所有记录，操作前务必确认条件。
-- 删除一篇博客
DELETE FROM blogs WHERE id = 2;
-- 删除一个用户（blogs 有 ON DELETE CASCADE，关联博客会自动删除）
DELETE FROM users WHERE id = 2;警告：
DELETE不加WHERE会清空整张表，操作前务必确认条件。
有时需要在已有表上增加字段或重命名。SQLite 对 ALTER TABLE 的支持有限：
-- 添加列
ALTER TABLE users ADD COLUMN group_id INTEGER;
-- 重命名列
ALTER TABLE users RENAME COLUMN username TO user_name;
-- 重命名表
ALTER TABLE users RENAME TO members;以下操作在 PostgreSQL 中可以直接执行，但 SQLite 不支持：
-- ❌ 删除列
ALTER TABLE users DROP COLUMN age;
-- ❌ 修改列的数据类型
ALTER TABLE users ALTER COLUMN age TYPE TEXT;
-- ❌ 添加外键约束到已有列
ALTER TABLE users
ADD CONSTRAINT fk_group FOREIGN KEY (group_id) REFERENCES groups(id);SQLite 遇到这些需求时，必须用"重建表"的方式解决。
当需要添加外键约束、删除列、修改列类型时，SQLite 的标准做法是：新建目标结构的表 → 迁移数据 → 替换旧表。
以下示例为 users 表的 group_id 字段补加外键约束：
-- 第一步：创建包含外键约束的新表
CREATE TABLE new_users (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
username TEXT NOT NULL UNIQUE,
email TEXT NOT NULL UNIQUE,
password TEXT NOT NULL,
created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
group_id INTEGER,
FOREIGN KEY (group_id) REFERENCES groups(id) ON DELETE SET NULL
);
-- 第二步：将旧表数据迁移到新表
INSERT INTO new_users (id, username, email, password, created_at, group_id)
SELECT id, username, email, password, created_at, group_id FROM users;
-- 第三步：旧表重命名（留作备份）
ALTER TABLE users RENAME TO old_users;
-- 第四步：新表改名为正式表名
ALTER TABLE new_users RENAME TO users;这个"创建新表 → 复制数据 → 重命名"的模式，DataGrip 在执行某些结构变更时会自动生成类似的语句。
| 分类 | 全称 | 包含语句 | 操作对象 |
|---|---|---|---|
| DDL | Data Definition Language | CREATE、ALTER、DROP |
表结构、数据库对象 |
| DML | Data Manipulation Language | INSERT、SELECT、UPDATE、DELETE |
表中的数据 |