SQL 入門教學

SQL 是什麼、可以拿來做什麼

SQL（Structured Query Language，結構化查詢語言）是操作關聯式資料庫的標準語言，資料以列與欄組成的資料表儲存。你描述想要什麼資料，由資料庫引擎決定如何找出來。SQL 由 ISO/IEC 9075 標準化，每個主流資料庫都實作了標準的核心部分，並加上各自的擴充。

開發者、資料分析師、資料工程師與資料庫管理員每天都在用 SQL：儲存應用程式資料、回答業務問題、製作報表，以及供應資料管線。最常見的開源引擎有 PostgreSQL、MySQL（及其分支 MariaDB）與 SQLite；商用的則有 Microsoft SQL Server 和 Oracle Database。

準備資料庫並執行第一個查詢

最簡單的起點是 SQLite，它是不需伺服器、儲存在單一檔案中的資料庫，macOS 與大多數 Linux 系統都已預先安裝。PostgreSQL 與 MySQL 以伺服器形式執行，並附有命令列用戶端 psql 與 mysql。

sqlite3 shop.db                      # SQLite: opens or creates a file
psql -U postgres -d shop             # PostgreSQL client
mysql -u root -p shop                # MySQL client

SELECT 'Hello, world!' AS greeting;
-- greeting
-- Hello, world!

SQL 關鍵字不分大小寫。常見的慣例是關鍵字用大寫、名稱用小寫，讓查詢更容易閱讀。語句以分號結尾，-- 開頭表示註解。

建立資料表：資料型別與約束

資料表定義會列出欄位、它們的型別，以及確保資料有效的約束。本頁的每個範例都使用 customers 與 orders 兩張資料表。

CREATE TABLE customers (
  id    INTEGER PRIMARY KEY,
  name  VARCHAR(100) NOT NULL,
  city  VARCHAR(50)
);
CREATE TABLE orders (
  id          INTEGER PRIMARY KEY,
  customer_id INTEGER NOT NULL REFERENCES customers(id),
  amount      DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
  ordered_on  DATE NOT NULL
);
INSERT INTO customers (id, name, city) VALUES
  (1, 'Ann', 'Oslo'), (2, 'Bo', 'Rome'), (3, 'Cy', 'Oslo');
INSERT INTO orders (id, customer_id, amount, ordered_on) VALUES
  (1, 1, 30.00, '2026-01-05'),
  (2, 1, 45.50, '2026-02-10'),
  (3, 2, 12.00, '2026-02-11');

約束包括 PRIMARY KEY（唯一的列識別碼）、NOT NULL、UNIQUE、CHECK (condition)，以及 FOREIGN KEY / REFERENCES（該值必須存在於另一張資料表）。字串使用單引號；在標準 SQL 中，雙引號用於識別字。

SELECT：篩選、排序與限制筆數

SELECT 用來讀取資料。WHERE 篩選列，ORDER BY 排序，LIMIT（或標準的 FETCH FIRST n ROWS ONLY）限制回傳的筆數。

SELECT name, city
FROM customers
WHERE city = 'Oslo'
ORDER BY name;
-- Ann | Oslo
-- Cy  | Oslo
SELECT id, amount,
       CASE WHEN amount >= 40 THEN 'large'
            WHEN amount >= 20 THEN 'medium'
            ELSE 'small' END AS size
FROM orders
WHERE amount BETWEEN 10 AND 50
ORDER BY amount DESC
LIMIT 2;
-- 2 | 45.50 | large
-- 1 | 30.00 | medium
SELECT name FROM customers WHERE city IS NULL;   -- not: city = NULL
SELECT name FROM customers WHERE name LIKE 'A%'; -- Ann

JOIN：合併資料表

JOIN 會依條件（通常是外鍵）對兩張資料表的列進行配對。INNER JOIN（或直接寫 JOIN）只保留相符的列；LEFT JOIN 保留左表的所有列，缺少的欄位以 NULL 填補。

SELECT c.name, o.amount
FROM customers AS c
JOIN orders AS o ON o.customer_id = c.id
ORDER BY o.amount DESC;
-- Ann | 45.50
-- Ann | 30.00
-- Bo  | 12.00
SELECT c.name, o.id AS order_id
FROM customers AS c
LEFT JOIN orders AS o ON o.customer_id = c.id
WHERE o.id IS NULL;        -- customers with no orders
-- Cy | NULL

GROUP BY 與聚合函式

COUNT、SUM、AVG、MIN、MAX 等聚合函式會把多列彙總成一列。GROUP BY 讓每個群組產生一列結果，HAVING 在聚合之後篩選群組，而 WHERE 則在聚合之前篩選列。

SELECT c.name,
       COUNT(o.id)               AS orders,
       COALESCE(SUM(o.amount), 0) AS total
FROM customers AS c
LEFT JOIN orders AS o ON o.customer_id = c.id
GROUP BY c.id, c.name
ORDER BY total DESC;
-- Ann | 2 | 75.50
-- Bo  | 1 | 12.00
-- Cy  | 0 | 0
SELECT city, COUNT(*) AS n
FROM customers
GROUP BY city
HAVING COUNT(*) > 1;
-- Oslo | 2

COUNT(*) 計算列數，而 COUNT(column) 只計算非 null 的值，這就是上面 Cy 的訂單數為 0 的原因。COALESCE 回傳第一個非 null 的引數。

子查詢、CTE 與視窗函式

子查詢是放在另一個查詢中的查詢。通用資料表運算式（CTE）以 WITH 撰寫，為子查詢命名，讓冗長的查詢更易讀。ROW_NUMBER、RANK 和 SUM(...) OVER 等視窗函式可以跨相關列計算，而不會把它們合併成群組。

SELECT name FROM customers
WHERE id IN (SELECT customer_id FROM orders WHERE amount > 20);
-- Ann
WITH totals AS (
  SELECT customer_id, SUM(amount) AS total
  FROM orders
  GROUP BY customer_id
)
SELECT c.name, t.total,
       RANK() OVER (ORDER BY t.total DESC) AS rnk
FROM totals AS t
JOIN customers AS c ON c.id = t.customer_id;
-- Ann | 75.50 | 1
-- Bo  | 12.00 | 2

PostgreSQL、SQLite 3.25 以上與 MySQL 8.0 以上都支援 CTE 與視窗函式。

修改資料：INSERT、UPDATE、DELETE 與交易

UPDATE 與 DELETE 會影響所有符合 WHERE 子句的列。交易會把多個語句組成一組，讓它們全部成功或全部失敗。

UPDATE customers SET city = 'Paris' WHERE id = 2;
DELETE FROM orders WHERE amount < 15;
BEGIN;
UPDATE orders SET amount = amount - 10 WHERE id = 1;
UPDATE orders SET amount = amount + 10 WHERE id = 2;
COMMIT;                    -- or ROLLBACK; to undo both
SELECT id, amount FROM orders;
-- 1 | 20.00
-- 2 | 55.50

PostgreSQL、MySQL 與 SQLite 的差異

SQL 的核心是可移植的，但各引擎在細節上有所不同。以下是初學者最先會遇到的差異。

其他差異還包括日期函式（PostgreSQL 與 MySQL 用 NOW()，SQLite 用 datetime('now')）、字串比較是否區分大小寫，以及 MySQL 缺少的完整外部聯結（full outer join）支援。

常見錯誤與後續學習

• 用串接使用者輸入的方式組合查詢，這會造成 SQL injection。請一律使用程式語言提供的參數化查詢（佔位符如 ? 或 $1）。
• 在分組查詢中選取既不在 GROUP BY 中、也不在聚合函式內的欄位。
• 金額使用 FLOAT 而不是 DECIMAL。
• 忘了為 JOIN 與篩選用到的欄位建立索引；CREATE INDEX idx_orders_customer ON orders(customer_id); 與 EXPLAIN 在這方面很有幫助。
• 以為沒有 ORDER BY 時資料列會以固定順序回傳。

想進一步學習，請閱讀官方手冊：PostgreSQL 教學、MySQL Reference Manual 與 SQLite 的 SQL 語言參考。也可以用真實資料集練習：先用白話寫出問題，再把每個問題轉成查詢。