数据库代数：从数据库结构中导出属性答案

【问题标题】：Database Algebra: derivate properties out of database structure数据库代数：从数据库结构中导出属性
【发布时间】：2018-07-17 12:36:30
【问题描述】：

我目前正在编写一段代码，该代码使用 sqlalchemy 从数据库结构模型生成 SQL 查询。这个工具的目标是无论定义什么数据库结构都可以工作。

为了使其正常工作，我需要实施规则来过滤无用的生成查询。

例如：

SELECT SUM(col_a)
FROM (
      SELECT SUM(col_b) AS col_a
      FROM tableA
      GROUP BY col_c
     )

和

SELECT SUM(col_b) FROM tableA

产生完全相同的结果。因此，不应生成其中之一（例如更复杂的）

其他例子：

SELECT * FROM tableA WHERE col_a = True and col_a = False

这个查询总是返回一个空集

对于这两个示例，结果都是可静态预测的（仅使用数据库结构，而没有在其中排序数据）。

所以，我想知道是否存在可以表达这些概念的代数，以帮助我生成有关列、表、查询结果等的属性。

属性的一个例子是：如果两列 col_a 和 col_b 通过一对一的关系连接，则对于 SELECT col_a 的每一行，将始终只有一个 col_b 值。因此：

SELECT col_a FROM tableA WHERE col_b = "value1" and col_b = "value2"

将始终返回一个空集（也因为 col_b 不能同时有两个值，但无论如何......）

【问题讨论】：

嗨。如果你用谷歌搜索你的问题，你会发现这个主题是关系数据库优化/实现，并且相关的底层代数是（某些版本的）关系代数，并且在大多数关系数据库教科书的一章中都有介绍，其中有几十个是免费在线，这也是一个stackoverflow常见问题解答。你已经用关系代数标记了这个，你为什么要问？此外，DBMS 已经将此类优化作为其功能的一部分，那么为什么要复制它呢？

【解决方案1】：

通常有大量关于查询优化的已发表研究，如果您不熟悉，请查看研究档案和出版物，如 SIGMOD Record。

你这种语义优化对于 SQL 来说是一个很难解决的问题。您可以通过使用更正确地基于关系代数的语言，然后将其转换为 SQL 作为最后一步，可能会使事情变得更容易。 SQL 不是关系型的，也不等同于 RA。 SQL 的特殊性意味着您可能期望的查询实际上是等价的。

只是您在 SQL 中必须处理的一些额外困难：未命名的列（您的前两个示例查询）；别名（您的第一个查询是非法的，需要别名，但其他查询不需要）；类型转换；列名范围的上下文相关规则；缺少密钥和密钥派生；重复的列；重复的行；三值逻辑。这些“特征”和遗漏使查询处理更加复杂，对查询作者/用户没有任何特殊价值。

【讨论】：