基于集合的解决方案与基于游标的解决方案

---

简介

基于集合和基于游标的解决方案是在处理数据库时操作数据的两种主要方法。基于游标的解决方案使用过程编程结构逐行处理数据，而基于集合的解决方案使用 SQL 命令一次处理整个数据集。两种方式之间的选择取决于当前挑战的要求。两者都有优点和缺点。

我们将在本文的主体部分详细介绍基于集合和基于游标的解决方案之间的主要区别。我们研究了每种策略的优缺点，并强调了其中一种策略比另一种策略更合适的场景。

基于集合的解决方案与基于游标的解决方案：哪种更适合数据库操作？

在处理数据库时，我们经常会遇到需要对大型数据集执行操作的情况。选择最佳技术会对我们数据库操作的性能和可扩展性产生重大影响，因为它具有优点和局限性。在这种情况下，我们有两个主要选择：基于集合的解决方案和基于游标的解决方案。

基于集合的解决方案

基于集合的方法同时对整个数据集进行操作，而不是逐行迭代。基于集合的解决方案通常使用 SQL 语句（如 SELECT、INSERT、UPDATE 和 DELETE）来批量操作数据。由于数据库能够简化操作并在单个事务中完成操作，因此基于集合的解决方案通常比基于游标的解决方案更有效。

它们的主要优势之一是，基于集合的解决方案比基于游标的解决方案更容易创建和理解。例如，考虑以下 SQL 查询：

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

此行将所有姓氏为“Doe”的客户的 FirstName 更改为“John”。此语句易于理解，并且可以快速有效地执行。

由于能够针对大量数据进行定制，因此基于集合的解决方案也比基于游标的解决方案更具可扩展性。例如，考虑以下 SQL 查询：

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

此语句显示了 2022 年 1 月 1 日至 12 月 31 日期间下达的订单数量。即使数据库包含数百万个订单，此语句也可以快速有效地执行。

使用基于集合的解决方案，可以使用同时对整个数据集进行操作的 SQL 语句来操作数据库中的数据。这与基于游标的系统形成对比，后者使用过程编程语言一次处理一行数据。

在处理大型数据集时，基于集合的解决方案通常比基于游标的解决方案更快且更具可扩展性。这是因为数据库引擎会优化基于集合的解决方案，以利用索引和其他性能增强功能。基于集合的解决方案的并行执行还可以进一步提高性能。

关系代数的概念（一种用于操作数据集的数学框架）为基于集合的解决方案提供了基础。我们可以使用各种方法（例如）在 SQL 中修改数据集：

• SELECT - 根据指定条件从一个或多个表中检索数据

• INSERT - 向表中添加新数据

• UPDATE - 修改表中现有数据

• DELETE - 从表中删除数据

此外，我们可以使用基于集合的操作符（例如）来合并或修改数据集：

• UNION - 合并两个数据集，消除重复项。

• UNION ALL - 合并两个数据集，保留所有重复项。

• INTERSECT - 仅返回两个数据集的公共行。

• EXCEPT - 仅返回一个数据集中存在但在另一个数据集中不存在的行。

与基于游标的解决方案相比，使用基于集合的解决方案编写的代码更有效，也更容易理解。基于集合的解决方案更具可扩展性，因此我们可以更轻松地处理更大的数据集。

示例

假设“Sales”表中的数据与销售交易相关。我们想要获取每年的总销售额。为了获取数据，我们可以使用如下 SQL 语句：

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

基于游标的解决方案

基于游标的解决方案逐行迭代数据集。基于游标的系统通常使用过程编程语言（如 T-SQL、PL/SQL 或 Transact-SQL）迭代数据。由于它们使我们能够执行更复杂的难以用 SQL 语句表达的操作，因此基于游标的解决方案可能比基于集合的解决方案更通用。

基于游标的系统的一个主要缺点是它们可能速度缓慢且效率低下，尤其是在处理大量数据时。游标可能会导致性能问题，因为需要更多资源来维护游标的当前状态并处理每一行。游标也可能导致阻塞和死锁，尤其是在实现不当时。

基于游标的系统的主要缺点之一是它们可能速度缓慢且效率低下，尤其是在管理大量数据时。游标可能导致阻塞和死锁，尤其是在使用不正确时。游标可能会导致性能问题，因为需要额外资源来处理每一行并保持游标的当前状态。

我们可以通过使用FAST_FORWARD游标选项来优化游标，该选项通过减少维护游标状态所需的资源来提高性能，从而减少与基于游标的解决方案相关的性能问题。我们还可以限制游标返回的行数，以节省维护游标状态所需的资源。

示例

假设我们有一个名为“Employees”的数据库，其中包含有关员工的信息，例如他们的工资。我们需要计算每个员工的总工资。以下基于游标的代码可用于确定总工资：

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

主要区别

下表列出了基于集合的解决方案和基于游标的解决方案之间的一些主要区别：

基于集合的解决方案	基于游标的解决方案
一次对整个数据集进行操作	逐行操作数据
使用 SQL 语句操作数据	使用过程编程结构操作数据
对于大型数据集，它可能更有效	对于大型数据集，它可能更慢且效率更低
它可能更容易编写和维护	它可能更复杂，编写和维护
可以使用索引和其他数据库技术进行优化	如果实现不当，它可能会导致阻塞和死锁
最适合简单的操作，例如过滤、排序和聚合数据	最适合需要多个表或复杂业务逻辑的复杂操作

需要注意的是，基于集合和基于游标的解决方案在数据库编程中都有其位置，它们之间的选择将取决于当前问题的具体规范。基于游标的解决方案更适合复杂的过程，这些过程需要更大的灵活性和对数据的控制。相比之下，在处理大型数据集和执行基本过程时，通常会优先选择基于集合的解决方案。

结论

总之，用于与数据库交互的工具应包括基于集合和基于游标的解决方案。基于游标的解决方案提供了更大的灵活性和数据控制，而基于集合的解决方案通常更有效，也更容易编写和维护。最佳策略取决于手头问题的要求，开发人员应在选择一种策略之前仔细权衡每种方法的优缺点。通过清楚地了解基于集合和基于游标的解决方案之间的区别，开发人员可以为其独特的需求选择最佳策略，并构建更有效和高效的数据库解决方案。