基於集合的解決方案與基於遊標的解決方案

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簡介

基於集合和基於遊標的解決方案是在處理資料庫時操作資料的兩種主要方法。基於遊標的解決方案使用過程程式設計結構逐行處理資料，而基於集合的解決方案使用 SQL 命令一次處理整個資料集。兩種方式之間的選擇取決於當前挑戰的要求。兩者都有優點和缺點。

我們將在本文的主體部分詳細介紹基於集合和基於遊標的解決方案之間的主要區別。我們研究了每種策略的優缺點，並強調了其中一種策略比另一種策略更合適的場景。

基於集合的解決方案與基於遊標的解決方案：哪種更適合資料庫操作？

在處理資料庫時，我們經常會遇到需要對大型資料集執行操作的情況。選擇最佳技術會對我們資料庫操作的效能和可擴充套件性產生重大影響，因為它具有優點和侷限性。在這種情況下，我們有兩個主要選擇：基於集合的解決方案和基於遊標的解決方案。

基於集合的解決方案

基於集合的方法同時對整個資料集進行操作，而不是逐行迭代。基於集合的解決方案通常使用 SQL 語句（如 SELECT、INSERT、UPDATE 和 DELETE）來批次操作資料。由於資料庫能夠簡化操作並在單個事務中完成操作，因此基於集合的解決方案通常比基於遊標的解決方案更有效。

它們的主要優勢之一是，基於集合的解決方案比基於遊標的解決方案更容易建立和理解。例如，考慮以下 SQL 查詢：

UPDATE Customers SET FirstName = 'John' WHERE LastName = 'Doe'

此行將所有姓氏為“Doe”的客戶的 FirstName 更改為“John”。此語句易於理解，並且可以快速有效地執行。

由於能夠針對大量資料進行定製，因此基於集合的解決方案也比基於遊標的解決方案更具可擴充套件性。例如，考慮以下 SQL 查詢：

SELECT COUNT(*) FROM Orders WHERE OrderDate BETWEEN '2022-01-01' AND '2022-12-31'

此語句顯示了 2022 年 1 月 1 日至 12 月 31 日期間下達的訂單數量。即使資料庫包含數百萬個訂單，此語句也可以快速有效地執行。

使用基於集合的解決方案，可以使用同時對整個資料集進行操作的 SQL 語句來操作資料庫中的資料。這與基於遊標的系統形成對比，後者使用過程程式語言一次處理一行資料。

在處理大型資料集時，基於集合的解決方案通常比基於遊標的解決方案更快且更具可擴充套件性。這是因為資料庫引擎會最佳化基於集合的解決方案，以利用索引和其他效能增強功能。基於集合的解決方案的並行執行還可以進一步提高效能。

關係代數的概念（一種用於操作資料集的數學框架）為基於集合的解決方案提供了基礎。我們可以使用各種方法（例如）在 SQL 中修改資料集：

• SELECT - 根據指定條件從一個或多個表中檢索資料

• INSERT - 向表中新增新資料

• UPDATE - 修改表中現有資料

• DELETE - 從表中刪除資料

此外，我們可以使用基於集合的運算子（例如）來合併或修改資料集：

• UNION - 合併兩個資料集，消除重複項。

• UNION ALL - 合併兩個資料集，保留所有重複項。

• INTERSECT - 僅返回兩個資料集的公共行。

• EXCEPT - 僅返回一個數據集中存在但在另一個數據集中不存在的行。

與基於遊標的解決方案相比，使用基於集合的解決方案編寫的程式碼更有效，也更容易理解。基於集合的解決方案更具可擴充套件性，因此我們可以更輕鬆地處理更大的資料集。

示例

假設“Sales”表中的資料與銷售交易相關。我們想要獲取每年的總銷售額。為了獲取資料，我們可以使用如下 SQL 語句：

SELECT YEAR(SalesDate) AS SalesYear, SUM(Amount) AS TotalSales
FROM Sales
GROUP BY YEAR(SalesDate)
Output:
SalesYear TotalSales
----------------------
2018 5000
2019 7500
2020 10000

基於遊標的解決方案

基於遊標的解決方案逐行迭代資料集。基於遊標的系統通常使用過程程式語言（如 T-SQL、PL/SQL 或 Transact-SQL）迭代資料。由於它們使我們能夠執行更復雜的難以用 SQL 語句表達的操作，因此基於遊標的解決方案可能比基於集合的解決方案更通用。

基於遊標的系統的一個主要缺點是它們可能速度緩慢且效率低下，尤其是在處理大量資料時。遊標可能會導致效能問題，因為需要更多資源來維護遊標的當前狀態並處理每一行。遊標也可能導致阻塞和死鎖，尤其是在實現不當時。

基於遊標的系統的主要缺點之一是它們可能速度緩慢且效率低下，尤其是在管理大量資料時。遊標可能導致阻塞和死鎖，尤其是在使用不正確時。遊標可能會導致效能問題，因為需要額外資源來處理每一行並保持遊標的當前狀態。

我們可以透過使用FAST_FORWARD遊標選項來最佳化遊標，該選項透過減少維護遊標狀態所需的資源來提高效能，從而減少與基於遊標的解決方案相關的效能問題。我們還可以限制遊標返回的行數，以節省維護遊標狀態所需的資源。

示例

假設我們有一個名為“Employees”的資料庫，其中包含有關員工的資訊，例如他們的工資。我們需要計算每個員工的總工資。以下基於遊標的程式碼可用於確定總工資：

DECLARE @EmployeeID INT
DECLARE @Salary MONEY
DECLARE @TotalSalary MONEY
SET @TotalSalary = 0
DECLARE EmployeeCursor CURSOR FOR
   SELECT EmployeeID, Salary
   FROM Employees
OPEN EmployeeCursor
FETCH NEXT FROM EmployeeCursor INTO @EmployeeID, @Salary
WHILE @@FETCH_STATUS = 0
BEGIN
   SET @TotalSalary = @TotalSalary + @Salary
   FETCH NEXT FROM EmployeeCursor INTO @EmployeeID, @Salary
END
CLOSE EmployeeCursor
DEALLOCATE EmployeeCursor
SELECT @TotalSalary AS TotalSalary
Output:
TotalSalary
------------
250000

主要區別

下表列出了基於集合的解決方案和基於遊標的解決方案之間的一些主要區別：

基於集合的解決方案	基於遊標的解決方案
一次對整個資料集進行操作	逐行操作資料
使用 SQL 語句操作資料	使用過程程式設計結構操作資料
對於大型資料集，它可能更有效	對於大型資料集，它可能更慢且效率更低
它可能更容易編寫和維護	它可能更復雜，編寫和維護
可以使用索引和其他資料庫技術進行最佳化	如果實現不當，它可能會導致阻塞和死鎖
最適合簡單的操作，例如過濾、排序和聚合資料	最適合需要多個表或複雜業務邏輯的複雜操作

需要注意的是，基於集合和基於遊標的解決方案在資料庫程式設計中都有其位置，它們之間的選擇將取決於當前問題的具體規範。基於遊標的解決方案更適合複雜的過程，這些過程需要更大的靈活性和對資料的控制。相比之下，在處理大型資料集和執行基本過程時，通常會優先選擇基於集合的解決方案。

結論

總之，用於與資料庫互動的工具應包括基於集合和基於遊標的解決方案。基於遊標的解決方案提供了更大的靈活性和資料控制，而基於集合的解決方案通常更有效，也更容易編寫和維護。最佳策略取決於手頭問題的要求，開發人員應在選擇一種策略之前仔細權衡每種方法的優缺點。透過清楚地瞭解基於集合和基於遊標的解決方案之間的區別，開發人員可以為其獨特的需求選擇最佳策略，並構建更有效和高效的資料庫解決方案。