数据库索引的作用及实例(精)
《数据库索引》课件
目录 Contents
• 引言 • 数据库索引的类型 • 数据库索引的创建与维护 • 数据库索引的性能优化 • 数据库索引的案例分析 • 总结与展望
01
引言
数据库索引的定义
数据库索引是一种数据结构，用于快 速检索数据库表中的数据。它通过创 建一个指向表中数据的指针，提高了 查询速度和数据检索效率。
唯一索引
确保索引列的唯一性，但不要求非空 。
全文索引
用于文本搜索。
控制索引的列数
单列索引
只对单个列创建索引。
多列索引
对多个列创建复合索引，但查询 时需要满足复合索引的最左前缀 原则。
避免在索引列上使用函数或运算
01
避免在索引列上使用函数或运算 ，这会导致索引失效，从而影响 查询性能。
02
例如，应避免在索引列上使用 `UPPER()`、`LOWER()`、 `TRIM()` 等函数。
定期重建和重新组织索引
随着数据的插入、更新和删除，索引可能会变得碎片化，影 响性能。
定期重建和重新组织索引可以优化性能，并保持索引的健康 状态。
05
数据库索引的案例分析
案例一：使用索引优化查询性能
总结词
通过合理使用索引，可以显著提高数据库查询性能。
详细描述
在大型数据库中，如果没有索引，查询性能可能会变得很 差。通过创建合适的索引，可以快速定位到所需的数据， 大大减少查询时间。
全文索引
总结词
用于全文搜索的索引。
详细描述
全文索引是一种特殊的索引类型，主要用于全文搜索。全文索引将文本内容拆分成多个词汇，并建立词汇与记录 之间的对应关系，通过全文索引可以快速查找到包含特定词汇的记录。全文索引在文本搜索、内容筛选等方面具 有重要作用。
数据库索引的作用及实例
数据库索引的作用及实例首先，数据库索引的主要作用有以下几个方面：1.提高查询速度：数据库索引可以加快数据的检索速度，通过索引时，数据库系统可以直接通过索引定位到所需数据的位置，而不需要遍历整个表，大大减少了查询所需的时间。
2.减少磁盘IO操作：数据库索引可以减少读写磁盘的次数。
当没有索引时，数据库系统需要遍历整个表来查找所需数据，会导致大量的磁盘IO操作。
而有了索引后，数据库系统可以直接通过索引找到所需数据的位置，从而减少了磁盘IO次数。
3.提高排序性能：数据库索引适用于排序操作。
通过索引，数据库系统可以按照特定的排序顺序进行排序。
对于需要频繁进行排序的操作，使用索引可以提高排序的性能。
4.保证数据的唯一性：数据库索引可以用于唯一约束。
通过在列上创建唯一索引，可以保证该列的数值的唯一性，从而避免了数据的冗余和错误。
接下来，我们来看一些数据库索引的实例：1. 聚集索引：在关系数据库中，每个表只能有一个聚集索引。
聚集索引决定了表中数据的物理顺序，并且数据库系统按照该顺序存储数据。
聚集索引通常被创建在主键（primary key）上，可以加速对主键的检索操作。
2.非聚集索引（辅助索引）：非聚集索引是基于表中的列或多列创建的索引，与聚集索引不同，非聚集索引并不决定数据的物理顺序。
非聚集索引可以提高对非主键列的检索效率。
3.唯一索引：唯一索引用于保证列的数值的唯一性。
在创建唯一索引时，数据库系统会自动为该列添加唯一约束，来保证该列的数值的唯一性。
唯一索引可以提高对唯一列的查询和排序操作的性能。
4.全文索引：全文索引用于对文本数据进行全文。
全文索引可以对文本列中的单词或短语进行索引，从而加快全文的速度。
5.复合索引：复合索引是基于多个表列创建的索引。
复合索引可以提高对多列的组合查询的性能。
在创建复合索引时，可以指定多个列的排序顺序，从而根据不同的查询需求来进行优化。
总结起来，数据库索引在提高查询速度、减少磁盘IO操作、提高排序性能和保证数据的唯一性等方面发挥着重要作用。
数据库的几个概念：主键,外键,索引,唯一索引
数据库的几个概念：主键，外键，索引，唯一索引主键：主键是数据表的唯一索引，比如学生表里有学号和姓名，姓名可能有重名的，但学号确是唯一的，你要从学生表中搜索一条纪录如查找一个人，就只能根据学号去查找，这才能找出唯一的一个，这就是主键;如：id int(10) not null primary key auto_increment ；自增长的类型；外键：定义数据表假如某个电脑生产商，它的数据库中保存着整机和配件的产品信息。
用来保存整机产品信息的表叫做 Pc；用来保存配件供货信息的表叫做Parts。
在Pc表中有一个字段，用来描述这款电脑所使用的CPU型号；在Parts 表中相应有一个字段，描述的正是CPU的型号，我们可以把它想成是全部CPU的型号列表。
很显然，这个厂家生产的电脑，其使用的CPU一定是供货信息表(parts)中存在的型号。
这时，两个表中就存在一种约束关系(constraint)——Pc表中的CPU型号受到Parts 表中型号的约束。
首先我们来创建 parts 表：CREATE TABLE parts (... 字段定义 ...,model VARCHAR(20) NOT NULL,... 字段定义 ...);接下来是Pc表：CREATE TABLE pc (... 字段定义 ...,cpumodel VARCHAR(20) NOT NULL,... 字段定义 ...};设置索引若要设置外键，在参照表(referencing table，即Pc表) 和被参照表(referenced table，即parts表) 中，相对应的两个字段必须都设置索引(index)。
对Parts表：ALTER TABLE parts ADD INDEX idx_model (model);这句话的意思是，为 parts 表增加一个索引，索引建立在 model 字段上，给这个索引起个名字叫idx_model。
对Pc表也类似：ALTER TABLE pc ADD INDEX idx_cpumodel (cpumodel);事实上这两个索引可以在创建表的时候就设置。
索引表的作用
索引表的作用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：索引表（Index Table）是一种用于快速查找和定位信息的工具，通常用于各种文档、书籍、报告、数据库等的管理和检索。
索引表对于组织和管理大量信息具有重要的作用，能够提高信息的查找效率和准确性，节省时间和精力。
下面我们将详细介绍索引表的作用及其在信息管理中的重要性。
索引表的作用在于提供了一种快速查找信息的方式。
通过索引表，用户可以根据关键词、主题或其他需要查找的信息，快速定位到相关的内容，避免了在大量信息中进行繁琐的搜索过程。
索引表能够帮助用户快速找到需要的信息，提高了工作效率。
索引表可以提供信息的结构化和分类。
索引表通常会对信息进行分类、编目、排序等处理，使得信息呈现出清晰的结构和逻辑顺序，便于用户对信息进行理解和认知。
通过索引表，用户可以更加直观地了解内容的组织结构和关联关系，帮助用户更好地把握信息的全貌。
索引表还可以提供信息的跨越和链接。
在不同的信息资源之间，可能存在着关联性和相互衔接的信息，索引表可以通过交叉引用和链接的方式，把这些关联的信息进行汇总和整合，帮助用户更好地了解信息的背景和关联，提高信息的综合利用价值。
索引表还可以提供信息的检索和过滤。
在查找信息时，用户可能需要对相关信息进行筛选和过滤，索引表可以根据用户的需求和条件，对信息进行检索和筛选，提供符合用户需求的信息结果。
通过索引表，用户可以更加准确地获取自己需要的信息，避免了信息的浪费和重复。
索引表还可以提供信息的更新和维护。
随着信息的不断更新和变化，索引表可以及时更新和维护相关信息，使得用户能够获取到最新的信息内容，保持信息的时效性和准确性。
通过索引表，信息管理者可以及时了解信息资源的情况，为用户提供最新和最全面的信息服务。
索引表在信息管理中具有重要的作用，能够提高信息的查找效率、组织结构、信息关联、信息检索和信息更新等方面，为用户提供更加便捷和高效的信息服务。
在信息管理中，合理使用索引表是非常必要的，可以为用户提供更好的信息体验和服务质量。
索引的用途
索引的用途01加快数据的查询速度索引加快了数据的查询速度，通过索引可以快速定位需要的数据，而不需要扫描整个表。
索引还可以提高检索性能，但是过多或不当的索引也会导致系统低效。
过多或不当的索引甚至会导致索引碎片。
02加速两个表之间的连接加速两个表之间的连接是针对外键的一种方法，通过在表之间创建索引来实现。
这样可以加快表之间连接的速度，特别是在实现数据的参考完整性方面有意义。
03排序索引的作用是帮助我们快速地排序。
当查询语句需要排序时，我们可以使用索引来存储查询结果，然后通过排序算法进行处理，最后将结果返回给客户端。
索引的使用可以大大减少存储空间和提高查询效率。
04优化数据库性能索引可以优化数据库性能，快速定位和访问数据，提高数据库的响应速度和并发能力。
通过索引，可以避免频繁的磁盘读写和网络传输，提高数据库的响应速度和并发能力。
05快速地寻找那些具有特定值的记录索引是用来快速地寻找那些具有特定值的记录的，MySQL索引都以B-树的形式保存。
全文索引主要用于快速定位特定数据，而全文索引主要针对MyISAM类型的数据表。
06提高系统的性能索引的作用是提高系统的性能。
通过使用索引，可以在查询的过程中使用优化隐藏器，从而提高系统的性能。
此外，索引还可以有效地提高系统性能。
07可以快速的查询数据库中的特定信息索引可以快速查询数据库中的特定信息，通过建立索引可以快速访问数据库中的表数据。
索引的主要作用是加快对表中记录的查找或排序，通过设置索引可以方便地查找到特定信息。
08提高数据的完整性和安全性索引可以提高数据的完整性和安全性，通过限制数据的重复性和唯一性，保证数据的完整性。
同时，索引也可以实现数据的安全性，通过限制用户的访问权限，保护数据的安全性。
09鉴别功能鉴别功能是文献鉴别，通过对文献中用词的解剖可以发现作者的特有气质和语言习惯，通过索引可以利用这种规律，从而辨析文献的真伪。
10改善SQL语句SQL语句在SQL SERVER中用于执行各种操作和查询，改善SQL语句就是通过优化SQL语句来实现这一目的。
利用索引查询数据的方法
利用索引查询数据的方法索引是数据库中用于加快数据检索速度的一种数据结构。
它允许数据库系统快速地定位和访问特定数据，而无需遍历整个数据集。
索引可以应用于单个字段或多个字段上。
通过在一个或多个字段上创建索引，可以提高查询的性能和效率。
下面是一些利用索引查询数据的方法：1.确定需要查询的字段：在进行查询之前，首先要确定需要查询的字段。
通过选择需要的字段，可以减少索引的大小和查询的复杂性。
2.创建索引：使用SQL语句的CREATEINDEX命令在字段上创建索引。
索引可以是唯一的，也可以允许重复值。
创建索引时，可以选择索引的类型，如B-树索引、哈希索引等。
3.使用正确的查询语句：为了利用索引，必须使用正确的查询语句。
查询语句应该使用索引列作为WHERE子句的条件，这样查询就可以使用索引进行快速定位。
避免在索引列上使用函数或运算符，因为这会导致索引失效。
4.避免全表扫描：全表扫描是指在没有索引的情况下对整个表进行。
为了避免全表扫描，应该使用索引列进行查询，以减少查询的范围。
5.索引选择性：索引选择性是指索引中不同值的数量与表中记录的总数之比。
选择性越高，索引的效果就越好。
应该在具有高选择性的字段上创建索引。
6.统计信息更新：数据库系统会根据统计信息来确定使用索引的最佳执行计划。
因此，定期更新统计信息非常重要，以确保索引的性能。
7.索引覆盖：索引覆盖是指在索引中可以找到查询所需的所有字段的情况。
如果查询只需要索引列上的数据，而其他字段都可以从索引中获取，就可以避免查找整个表，从而提高查询性能。
总之，利用索引查询数据的方法主要包括确定查询字段、创建索引、使用正确的查询语句、避免全表扫描、选择高选择性的字段、更新统计信息和利用索引覆盖。
通过合理应用这些方法，可以显著提高查询性能和效率。
索引的作用和使用场景
索引的作用和使用场景
索引是一种数据库对象，用于加速数据的检索速度。
它通过创建数据值的排序列表，并提供指向存储在表的指定列中的数据值的指针，使数据库能够更快地找到所需的数据。
索引的作用和使用场景如下：
1.提高查询速度：索引的最主要作用是提高查询速度。
通过使
用索引，数据库系统可以快速定位到表中的数据，避免全表
扫描，从而大大提高查询效率。
2.实现数据的唯一性约束：索引可以保证数据的唯一性，通过
在唯一性索引列上查询数据，可以确保查询结果中的数据是
唯一的。
3.加速表和表之间的连接操作：在连接操作中，如果连接条件
使用的列上有索引，那么索引可以加速表的连接速度。
4.优化排序和分组操作：索引可以用于优化排序和分组操作。
通过使用索引，数据库系统可以更快地找到需要排序或分组
的记录。
5.使用场景：索引通常用于优化那些需要快速检索的数据查询，
特别是对于大型数据表来说，索引的重要性更加明显。
在选
择使用索引的列时，通常选择那些在查询中经常用作过滤条
件和排序条件的列。
同时，需要注意的是，索引虽然可以提
高查询速度，但也会占用额外的存储空间，并且在插入、更
新或删除数据时可能会导致性能下降，因为索引本身也需要
被更新。
因此，在实际应用中，需要根据实际情况权衡使用
索引的利弊。
总之，索引是数据库中重要的对象之一，它可以提高数据的查询速度，并用于实现数据的唯一性约束和加速表与表之间的连接操作等。
在实际应用中，需要根据实际情况选择使用索引的列和场景，以获得最佳的性能和效果。
索引的用法和原理
索引的用法和原理索引是一个重要的数据结构，常用于加快对数据的检索和搜索，包括文本搜索和数据库检索。
本文将介绍索引的用法和原理。
一、索引的定义索引是一个数据结构，它存储了数据的某些属性的值和对应的物理位置或指针。
通过索引可以更快速地访问数据，因为索引可以减少需要检索的数据量。
二、索引的作用1. 快速查找索引可以加速数据的查找和搜索，减少了查询时扫描全部数据的时间和资源消耗。
2. 提高更新速度索引可以有效地减少更新数据时需要的扫描数量，从而提高更新的速度。
3. 减少磁盘I/O次数索引可以减少访问磁盘的次数，降低磁盘I/O的消耗。
三、索引的类型1. B+树索引B+树索引是一种常见的索引类型，它是一棵平衡的树结构，具有时间复杂度为log(n)的查询和插入操作。
2. 哈希索引哈希索引是一种将键映射到散列表中的索引类型。
它具有常数时间的查询和插入操作，但不支持范围查询和排序。
索引一般采用B+树等树结构的数据结构，具有快速查找和排序的优势。
B+树的叶子节点存储实际的数据记录，而非叶子节点只存储记录的指针或物理地址。
这样可以减少磁盘I/O 的数量，提高索引的性能。
索引的维护是一种动态操作，包括索引的创建，更新和删除。
当数据变化时，需要对索引进行相应的调整，以保持索引的正确性和高效性。
3. 索引的优化为了提高索引的性能和效率，需要对索引进行优化。
可以通过使用覆盖索引减少需要的I/O次数，对于经常扫描的数据可以使用位图索引等。
五、索引的注意事项1. 索引过多会影响性能索引过多会影响写入性能，并且增加了索引维护的成本。
2. 索引的最佳实践在设计索引时，应根据数据的访问模式和查询需求调整索引的属性和数量。
对于经常使用的查询，可以采用复合索引等技术提高查询效率。
在使用索引时，应选择适当的索引类型和数据结构。
哈希索引适用于等值查询，而B+树索引适用于范围查询和排序。
总结：索引是一种重要的数据结构，可以加速数据的查询和搜索。
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1. 1.索引作用
2. 在索引列上,除了上面提到的有序查找之外,数据库利用各种各样的快速定位技术, 能够大大提高查询效率。
特别是当数据量非常大, 查询涉及多个表时,使用索引往往能使查询速度加快成千上万倍。
3.
4. 例如,有 3个未索引的表 t1、 t2、 t3,分别只包含列 c1、 c2、 c3,每个表分别含有 1000行数据组成,指为 1~1000的数值,查找对应值相等行的查询如下所示。
5.
6. SELECT c1,c2,c3 FROM t1,t2,t3 WHERE c1=c2 AND c1=c3
7.
8. 此查询结果应该为 1000行, 每行包含 3个相等的值。
在无索引的情况下处理此查询, 必须寻找 3个表所有的组合, 以便得出与 WHERE 子句相配的那些行。
而可能的组合数目为 1000×1000×1000(十亿,显然查询将会非常慢。
9.
10. 如果对每个表进行索引,就能极大地加速查询进程。
利用索引的查询处理如下。
11.
12. (1从表 t1中选择第一行,查看此行所包含的数据。
13.
14. (2使用表 t2上的索引,直接定位 t2中与 t1的值匹配的行。
类似,利用表 t3上的索引,直接定位 t3中与来自 t1的值匹配的行。
15.
16. (3 扫描表 t1的下一行并重复前面的过程, 直到遍历 t1中所有的行。
17.
18. 在此情形下,仍然对表 t1执行了一个完全扫描,但能够在表 t2和 t3上进行索引查找直接取出这些表中的行, 比未用索引时要快一百万倍。
19.
20. 利用索引, MySQL 加速了 WHERE 子句满足条件行的搜索,而在多表连接查询时,在执行连接时加快了与其他表中的行匹配的速度。
21.
22.2. 创建索引
23. 在执行 CREATE TABLE语句时可以创建索引, 也可以单独用 CREATE INDEX或 ALTER TABLE来为表增加索引。
24.
25.1. ALTER TABLE
26.ALTER TABLE用来创建普通索引、 UNIQUE 索引或 PRIMARY KEY索引。
27.
28.
29.
30.ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list 31.
32.ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column_list
34.ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY (column_list
35.
36.
37.
38. 其中 table_name是要增加索引的表名, column_list指出对哪些列进行索引,多列时各列之间用逗号分隔。
索引名 index_name可选, 缺省时, MySQL 将根据第一个索引列赋一个名称。
另外, ALTER TABLE允许在单个语句中更改多个表,因此可以在同时创建多个索引。
39.
40.2. CREATE INDEX
41.CREATE INDEX可对表增加普通索引或 UNIQUE 索引。
42.
43.
44.
45.CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list
46.
47.CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_list 48.
49.
50.
51.table_name、 index_name和 column_list具有与 ALTER TABLE语句中相同的含义,索引名不可选。
另外,不能用 CREATE INDEX语句创建
PRIMARY KEY索引。
52.
53.3.索引类型
54. 在创建索引时, 可以规定索引能否包含重复值。
如果不包含, 则索引应该创建为 PRIMARY KEY或 UNIQUE 索引。
对于单列惟一性索引,这保证单列不包含重复的值。
对于多列惟一性索引,保证多个值的组合不重复。
55.
56.PRIMARY KEY索引和 UNIQUE 索引非常类似。
事实上, PRIMARY KEY 索引仅是一个具有名称 PRIMARY 的 UNIQUE 索引。
这表示一个表只能包含一个PRIMARY KEY,因为一个表中不可能具有两个同名的索引。
57.
58. 下面的 SQL 语句对 students 表在 sid 上添加 PRIMARY KEY索引。
59.
60.
61.
62.ALTER TABLE students ADD PRIMARY KEY (sid
63.
64.4. 删除索引
65. 可利用 ALTER TABLE或 DROP INDEX语句来删除索引。
类似于
CREATE INDEX语句, DROP INDEX可以在 ALTER TABLE内部作为一条语句处理,语法如下。
67.
68.
69.DROP INDEX index_name ON talbe_name
70.
71.ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name
72.
73.ALTER TABLE table_name DROP PRIMARY KEY
74.
75.
76.
77. 其中, 前两条语句是等价的, 删除掉 table_name中的索引 index_name。
78.
79. 第 3条语句只在删除 PRIMARY KEY索引时使用, 因为一个表只可能有一个 PRIMARY KEY索引,因此不需要指定索引名。
如果没有创建 PRIMARY KEY索引,但表具有一个或多个 UNIQUE 索引,则 MySQL 将删除第一个 UNIQUE 索引。
80.
81. 如果从表中删除了某列, 则索引会受到影响。
对于多列组合的索引, 如果删除其中的某列, 则该列也会从索引中删除。
如果删除组成索引的所有列, 则整个索引将被删除。
82.
83.
84.5.查看索引
85.
86.mysql> show index from tblname;
87.
88.mysql> show keys from tblname;
89.
90. · Table
91.
92. 表的名称。
93.
94. · Non_unique
95.
96. 如果索引不能包括重复词,则为 0。
如果可以,则为 1。
97.
98. · Key_name
99.
100. 索引的名称。
101.
102. · Seq_in_index
103.
104. 索引中的列序列号,从 1开始。
105.
106. · Column_name
107.
108. 列名称。
109.
110. · Collation
111.
112. 列以什么方式存储在索引中。
在 MySQL 中,有值‘A’(升序或 NULL (无分类。
113.
114. · Cardinality
115.
116. 索引中唯一值的数目的估计值。
通过运行 ANALYZE TABLE或myisamchk -a可以更新。
基数根据被存储为整数的统计数据来计数,所以即使对于小型表, 该值也没有必要是精确的。
基数越大, 当进行联合时, MySQL 使用该索引的机会就越大。
117.
118. · Sub_part
119.
120. 如果列只是被部分地编入索引, 则为被编入索引的字符的数目。
如果整列被编入索引,则为 NULL 。
121.
122. · Packed
123.
124. 指示关键字如何被压缩。
如果没有被压缩,则为 NULL 。
125.
126. · Null
127.
128. 如果列含有 NULL ,则含有 YES 。
如果没有,则该列含有 NO 。
129.
130. · Index_type
131.
132. 用过的索引方法(BTREE, FULLTEXT, HASH, RTREE。