21.3.2. Представления, допускающие применение операций обновления, в стандарте sql:1999

В стандарте SQL:1999 правила применимости операций обновления к спецификации запроса существенно уточнены.

Критерии применимости операций обновления

Введены понятия потенциальной применимости операций обновления, применимости операций обновления, простой применимости операций обновления и применимости операции вставки. К спецификации запроса потенциально применимы операции обновления в том и только в том случае, когда выполняются следующие условия:

• в разделе SELECTспецификации запроса отсутствует ключевое словоDISTINCT;

• элемент списка выборки раздела SELECT, состоящий из ссылки на некоторый столбец, не может присутствовать в этом списке более одного раза;

• в спецификации запроса отсутствуют разделы GROUP BYиHAVING.

Если выражение запросов отвечает условиям потенциальной применимости операций обновления и в его разделе FROMприсутствует только одна ссылка на таблицу, то к каждому столбцу выражения запроса, соответствующему одному столбцу таблицы из разделаFROM, применимы операции обновления. Если выражение запроса отвечает условиям потенциальной применимости операций обновления, но в его разделеFROMприсутствуют две или более ссылки на таблицы, то операции обновления применимы к столбцу выражения запросов только при выполнении следующих условий:

• столбец порождается из столбца только одной таблицы из раздела FROM;

• эта таблица используется в выражении запросов таким образом, что сохраняются свойства ее первичного и всех возможных ключей.

Другими словами, к столбцу таблицы, которая отвечает условиям потенциальной применимости операций обновления, применимы операции обновления только в том случае, когда этот столбец может быть однозначно сопоставлен с единственным столбцом единственной таблицы, участвующей в выражении запроса, и каждая строка выражения запроса может быть однозначно сопоставлена с единственной строкой данной таблицы.

Выражение запросов удовлетворяет условию применимости операций обновления, если по крайней мере к одному столбцу выражения запросов применимы операции обновления. Выражение запросов удовлетворяет условиюпростой применимости операций обновления, если в разделеFROMвыражения запросов содержится ссылка только на одну таблицу, и все столбцы выражения запросов удовлетворяют условию применимости операций обновления.

Выражение запросов удовлетворит условию применимости операций вставки, если оно удовлетворяет условию применимости операций обновления; каждая из таблиц, от которых зависит это выражение (т.е. таблиц, на которые имеются ссылки в разделеFROM), удовлетворяет условию применимости операций вставки и выражение запросов не содержит операцийUNION,INTERSECTиEXCEPT.Конечно, это определение базируется на том факте, что для любой базовой таблицы условие применимости операции вставки удовлетворяется (при наличии привилегииINSERT, см. следующую лекцию).

Правила функциональных зависимостей

Приведенный набор правил является достаточно грубым. В стандарте SQL:1999 он уточняется набором дополнительных правил, устанавливающих восприимчивость различных языковых конструкций к операциям обновления и вставки. В основе этих правил лежит понятие функциональной зависимости(Functional Dependency – FD, см. раздел7.2. Функциональные зависимости). Полагая, что в целом понятие функциональной зависимости уже не должно вызывать у читателей каких-либо затруднений, приведем несколько дополнительных определений, требуемых для понимания подхода, используемого в SQL:1999.

• Пусть Sобозначает некоторое множество столбцов таблицыT, аSSобозначает некоторое подмножествоS(SS S). Тогда по первой аксиоме Армстронга (см. подраздел7.2.2. Замыкание множества функциональных зависимостей. Аксиомы Армстронга. Замыкание множества атрибутовлекции 7)SSS. В терминологии SQL:1999 эта FD называетсяаксиоматической.Все ФЗ, не являющиеся аксиоматическими, называютсянеаксиоматическими.

• Все аксиоматические FD являются известными FD. В стандарте определяются правила определения других известных FD. Кроме того, стандарт оставляет свободу для реализаций SQL в пополнении этой системы правил с целью нахождения известных FD, не специфицированных в стандарте.

• Если некоторый столбец C1виртуальной таблицыT1(порождаемой таблицы или представления) определяется путем ссылки на столбецC2некой другой (базовой или виртуальной) таблицыT2, на основе которой порождаетсяT1, тоC1является двойникомC2. Более точно,C1является двойникомC2в соответствии с таблицейT2.

• Понятие двойников расширяется на множества столбцов. Если некоторое множество столбцов S1виртуальной таблицыT1определяется (путем отображения «один-в-один») множеством столбцовS2определяющей таблицыT2, и каждый столбец из множестваS1является двойником соответствующего столбца из множестваS2, тоS1называется двойникомS2в соответствии с таблицейT2.

• Если ни в одном из столбцов возможного ключа (набора столбцов, специфицированного в неоткладываемом ограничении уникальности) не допускается наличие неопределенных значений, то это множество столбцов называетсяBUC-множеством(акроним BUC происходит отBase table Unique Constraint). Любое множество столбцов, являющееся двойником BUC-множества, также есть BUC-множество, так что это свойство распространяется через различные выражения, производящие виртуальные таблицы. Если имеются два множества столбцовS1иS2, такие, чтоS1S2,S1S2, иS2является BUC-множеством, то иS1является BUC-множеством. Могут существовать таблицы, у которых BUC-множество является пустым. Такая таблица может содержать не более одной строки¹⁵⁵⁾. С другой стороны, могут существовать таблицы, у которых вообще отсутствуют BUC-множества¹⁵⁶⁾.

• Множество столбцов, составляющих первичный ключ таблицы, называется ее BPK-множеством(акроним BPK происходит отBase table Primary Key). Понятно, что каждое BPK-множество является BUC-множеством. Если имеются два множества столбцовS1иS2, такие, чтоS1S2,S1S2, иS2является BPK-множеством, то иS1является BPK-множеством. Подобно BUC-множествам, BPK-множества могут быть пустыми.

На основе этих определений в стандарте SQL:1999 устанавливаются правила функциональных зависимостей для 11 компонентов языка.

• Базовые таблицы. Если у таблицы имеется первичный ключ, то соответствующее множество столбцов образует BPK-множество этой таблицы. Если у таблицы имеется не откладываемое ограничение уникальности и ни у одного столбца, указанного в этом ограничении, не допускается наличие неопределенных значений, то соответствующее множество столбцов является BUC-множеством. Если множество столбцовUCLбазовой таблицы – BUC-множество, аCTобозначает все множество столбцов этой таблицы, тоFD UCLCTпредставляет собой известную функциональную зависимость базовой таблицы.

• Конструкторы табличных значений. Поскольку для конструкторов табличных значений невозможно определять ограничения, в стандарте SQL:1999 для них не специфицированы BUC- и BPK-множества. В стандарте не определяются известные функциональные зависимости для такого рода конструкций, отличные от аксиоматических. Однако стандарт допускает, чтобы реализации SQL включали дополнительные механизмы определения известных функциональных зависимостей.

• Соединенные таблицы. Если говорить о соединенных таблицах, получаемых в результате применения операций естественного соединения (NATUARAL JOIN) или соединения c заданием списка имен столбцов, значения которых должны совпадать (USING), то понятно, что соединенная таблица будет содержать двойников из одной или двух исходных таблиц. Если обозначить черезSнекоторое множество столбцов результирующей таблицы, а черезCT– все множество столбцов этой таблицы, тоSявляется BPK-множеством в том и только в том случае, когда имеет двойника в одной или обеих исходных таблицах. В таком случае во всех столбцахSне допускаются неопределенные значения, иFD SCTявляется известной функциональной зависимостью.

В стандарте определяется несколько правил, на основе которых устанавливаются известные функциональные зависимости соединенных таблиц, но здесь мы приведем только простейшее из этих правил. Если соединенная таблица производится на основе одной из двух указанных выше операций, то в первой таблице-источнике присутствует один или более столбцов, соответствующих одноименным столбцам второй таблицы-источника. Обозначим через SLCCсписок следующих выражений (элемент списка соответствует общему столбцу):

155 Множество, элементы которого невозможно различить, может быть либо пустым, либо содержать только один элемент.

156 В этом случае таблица соответствует понятию мультимножества.

COALESCE (t1.colname, t2.colname) AS colname ¹⁵⁷⁾

Пусть JTобозначает ключевые слова, определяющие тип соединения (INNER,LEFT,RIGHT,FULLи т.д.), и пустьTN1иTN2обозначают имена таблиц или (если они заданы) имена псевдонимов двух таблиц-источников соответственно. Обозначим черезIRрезультат вычисления следующего выражения запросов:

SELECT SLCC, T1*, T2* FROM T1 JT JOIN T2;

Тогда, в соответствии с правилами SQL, дополнительными известными функциональными зависимостями являются следующие:

• если JTзадаетINNERилиLEFT, то действуетFD COALESCE (T1.Ci, T2.Ci)T1.Ciдля всехiот единицы до числа столбцов вIR;

• если JTзадаетINNERилиRIGHT, то действуетFD COALESCE (T1.Ci, T2.Ci)T2.Ciдля всехiот единицы до числа столбцов вIR.

Обозначим через SLнекоторый список выборки. Пусть:

• если все столбцы первой и второй таблиц-источников являются общими, то SLсовпадает сSLCC;

• если среди столбцов таблиц-источников нет общих столбцов, то SLсостоит из списка столбцов первой таблицы-источника, за которым следует список столбцов второй таблицы-источника;

• если все столбцы первой таблицы-источника являются общими, но у второй таблицы-источника имеются необщие столбцы, то SLсостоит изSLCC, за которым следует список необщих столбцов второй таблицы-источника;

• аналогично, если все столбцы второй таблицы-источника являются общими, но у первой таблицы-источника имеются не общие столбцы, то SLсостоит изSLCC, за которым следует список не общих столбцов первой таблицы-источника;

• наконец, если среди столбцов первой таблицы-источника и среди столбцов второй таблицы-источника имеются необщие столбцы, то SLсостоит изSLCC, за которым следует список необщих столбцов первой таблицы-источника, а далее располагается список не общих столбцов второй таблицы-источника.

Тогда, в соответствии со стандартом, известными функциональными зависимостями виртуальной таблицы, получаемой путем соединения, являются известные функциональные зависимости выражения

SELECT SL FROM IR;

• Ссылки на таблицы. Столбцы виртуальной таблицы, производимой по ссылке на таблицу, являются естественными двойниками столбцов таблицы, которая идентифицируется ссылкой. Поэтому BUC- и BPK-множества результирующей таблицы являются двойниками BUC- и BPK-множеств исходной таблицы, и известные функциональные зависимости результирующей таблицы получаются путем замены имен столбцов исходной таблицы на имена столбцов результирующей таблицы в известных функциональных зависимостях исходной таблицы.

157 Определение выражения COALESCE (V1, V2) см. в разделе 16.2. Средства определения, изменения и ликвидации базовых таблиц лекции 16.

• РазделFROM. Описывая в лекции 17 общую семантику оператора выборки, мы отмечали, что на первом шаге выполнения этого оператора производится (виртуальная) таблица, являющаяся расширенным декартовым произведением всех таблиц, специфицированных в разделеFROM. Поэтому в стандарте SQL естественным образом формулируются следующие правила. Если в списке ссылок на таблицы разделаFROMсодержится всего одна ссылка, то BUC- и BPK-множества результирующей таблицы являются двойниками BUC- и BPK-множеств исходной таблицы. Если в списке разделаFROMсодержатся две или более ссылки на таблицы, то, в соответствии со стандартом, BUC- и BPK-множества результирующей таблицы не определены. Известные функциональные зависимости результирующей таблицы состоят из известных функциональных зависимостей каждой таблицы, специфицированной в разделеFROM.

• РазделWHERE. В стандарте содержится набор правил, позволяющих определить BUC- и BPK-множества результирующей таблицы этогораздела¹⁵⁸⁾, а также известные функциональные зависимости результирующей таблицы. Правила основываются на особенностях поведения предиката сравнения по равенству и логической операцииAND.

• РазделGROUP BY. Для определения BUC- и BPK-множеств и известных функциональных зависимостей результирующей таблицы раздела GROUP BY требуется фактическое образование в результирующей таблице нового столбца, значения которого могли бы каким-то образом идентифицировать строки исходной таблицы, образующие группы сгруппированной таблицы.

• РазделHAVING. BUC- и BPK-множества и известные функциональные зависимости результирующей таблицы разделаHAVINGполучаются из соответствующих множеств и FD таблицы, к которой применяется этотраздел¹⁵⁹⁾, на основе правил, связанных с условным выражением разделаHAVING(как и в случае условия разделаWHERE, в данных правилах учитываются операции сравнения по равенству и логические операцииAND).

• РазделSELECT. На определение BUC- и BPK-множеств и известных функциональных зависимостей результата спецификации запроса влияет наличие в списке выборки выражений (value_expression), отличных от ссылок на столбцы.

• Выражение запроса. На определение BUC- и BPK-множеств и известных функциональных зависимостей результата выражения запроса влияет наличие в этом выражении операцийUNION,INTERSECTиEXCEPT. В стандарте отсутствуют какие-либо правила для определения функциональных зависимостей в результатах рекурсивных запросов. Отмечается лишь возможность введения таких правил в реализациях.