SELECT-FROM-WHERE

요약

표에서 원하는 것을 꺼내 달라고 하는 문장이고, 어느 표에서, 어떤 행을, 그 행의 어느 칸을 꺼낼지 세 칸을 채운다. 도서관 사서에게 “소설 서가에서, 2020년 뒤에 나온 책의, 제목과 지은이만 알려 주세요”라고 말하는 것과 같다. 표가 둘 이상이면 행들을 어떻게 짝지을지도 조건으로 적어야 한다. 이 조건을 빠뜨리면 오류 없이, 엉뚱한 짝이 모두 섞인 답이 나온다.

예시로 보기

직원이 여덟 명이면 눈으로 훑어도 찾는다. 팔천 명이면 못 찾는다. 그래서 “이런 행의 이런 칸을 달라”고 문장으로 적어 DBMS에 맡긴다. 아래 질의는 모두 COMPANY의 상태에 돌린 것이다.

표 하나에서 찾기. 이름이 John B. Smith인 직원의 생일과 주소를 찾는다.

SELECT Bdate, Address
FROM   EMPLOYEE
WHERE  Fname = 'John' AND Minit = 'B' AND Lname = 'Smith';

Bdate	Address
1965-01-09	731 Fondren, Houston, TX

EMPLOYEE의 여덟 행 가운데 WHERE의 조건이 참인 행은 하나다. 그 행에서 SELECT에 적힌 두 칸만 꺼냈다. SELECT 뒤에 적은 Bdate, Address를 투영 속성, WHERE 뒤의 조건처럼 한 표에서 행을 골라내는 조건을 선택 조건이라고 부른다.

표 둘에서 찾기. Research 부서에서 일하는 직원의 이름과 주소를 찾는다.

SELECT Fname, Lname, Address
FROM   EMPLOYEE, DEPARTMENT
WHERE  Dname = 'Research' AND Dnumber = Dno;

직원 표에는 부서 번호(Dno)만 있고 부서 이름은 없다. 이름은 부서 표에 있다. 그래서 두 표를 함께 본다. 읽는 법은 이렇다. 직원 한 행과 부서 한 행을 짝지은 모든 조합을 떠올리고, 조건으로 걸러 낸다.

걸음	남는 조합
`FROM EMPLOYEE, DEPARTMENT`: 직원 한 행과 부서 한 행의 모든 짝	8 × 3 = 24
`Dname = 'Research'`: 부서 쪽이 Research인 짝만	8
`Dnumber = Dno`: 직원의 부서 번호가 그 부서의 번호와 같은 짝만	4
`SELECT Fname, Lname, Address`: 세 칸만 꺼냄	4행

Fname	Lname	Address
John	Smith	731 Fondren, Houston, TX
Franklin	Wong	638 Voss, Houston, TX
Ramesh	Narayan	975 Fire Oak, Humble, TX
Joyce	English	5631 Rice, Houston, TX

Dname = 'Research'는 부서 표에서 행 하나를 고르는 선택 조건이다. Dnumber = Dno는 다르다. 부서 표의 행과 직원 표의 행을 맞는 것끼리 짝지어 준다. 이렇게 두 표의 행을 잇는 조건을 조인 조건이라고 부른다. Dno는 Dnumber를 가리키는 외래 키다. 조인 조건은 대개 이렇게 “외래 키 = 그것이 가리키는 기본 키” 꼴이다.

검증: Q0, Q1, Q2의 결과 표, 조합 수 24 → 8 → 4와 144 → 48 → 16 → 2, SELECT *의 행과 열 수, 읽는 법대로 짠 파이썬 계산과 SQLite의 답이 무작위 조건 200개에서 일치, 확인 문제의 답 — 50_select-from-where_verify.py

정의

SQL에서 정보를 꺼내는 기본 문장은 하나다. 세 절로 된 이 틀을 SELECT-FROM-WHERE 블록이라 한다.

SELECT <속성 목록>
FROM   <표 목록>
WHERE  <조건>;

〈속성 목록〉: 값을 꺼낼 속성의 이름들.
〈표 목록〉: 질의를 처리하는 데 필요한 릴레이션의 이름들.
〈조건〉: 꺼낼 튜플을 가려내는 조건식. 튜플마다 참이나 거짓이 된다.

결과의 튜플 하나는 FROM에 적힌 표마다 튜플을 하나씩 뽑아 붙인 조합 하나에서 나온다. 그 조합에서 SELECT의 속성만 내보인다.

기호로 쓰면. 표 \(R_1, \dots, R_m\)에서 속성 \(A_1, \dots, A_k\)를 조건으로 꺼내는 질의의 결과는 다음과 같다¹.

\[\text{결과} = \{\, (t.A_1, \dots, t.A_k) \;:\; t \in R_1 \times \dots \times R_m,\ \ \text{조건}(t) = \text{참} \,\}\]

\(R_1 \times \dots \times R_m\)은 표마다 행을 하나씩 뽑아 만든 모든 조합의 모임이다(곱집합). \(t\)는 그 조합 하나이고, \(t.A_1\)은 그 조합에서 \(A_1\) 칸의 값이다. 말로 읽으면 “모든 조합 \(t\) 가운데 조건이 참인 것마다, 적힌 칸의 값만 뽑아 한 행으로 만든다”다. 조건이 참인 조합이 둘이면 뽑힌 값이 같아도 결과에는 두 행이 나온다(다중집합인 표와 DISTINCT).

질의에 적는 것에는 이름이 셋 붙어 있다.

이름	적는 곳	하는 일
투영 속성(projection attributes)	`SELECT`	꺼낼 칸을 정한다
선택 조건(selection condition)	`WHERE`	한 표에서 관심 있는 행을 고른다
조인 조건(join condition)	`WHERE`	두 표의 행을 맞는 것끼리 짝짓는다

모든 칸 꺼내기. 속성 목록 자리에 별표 *를 쓰면 고른 행의 모든 칸이 나온다. 속성 이름을 일일이 적지 않아도 된다.

SELECT * FROM EMPLOYEE WHERE Dno = 5;
SELECT * FROM EMPLOYEE, DEPARTMENT WHERE Dname = 'Research' AND Dno = Dnumber;

첫 문장은 5번 부서 직원 네 행을 EMPLOYEE의 칸 10개를 모두 붙여 내놓는다. 둘째 문장은 네 행에 직원 표의 칸 10개와 부서 표의 칸 4개, 모두 14개를 붙여 내놓는다.

표 셋으로 읽어 보기

Stafford에 있는 프로젝트마다 프로젝트 번호, 그 프로젝트를 맡은 부서의 번호, 그 부서 관리자의 성과 주소와 생일을 찾는다.

SELECT Pnumber, Dnum, Lname, Address, Bdate
FROM   PROJECT, DEPARTMENT, EMPLOYEE
WHERE  Dnum = Dnumber AND Mgr_ssn = Ssn AND
       Plocation = 'Stafford';

프로젝트의 위치는 PROJECT에, 부서의 관리자가 누구인지는 DEPARTMENT에, 관리자의 성과 주소는 EMPLOYEE에 있다. 표 셋을 조인 조건 둘로 잇는다.

걸음	남는 조합
`FROM PROJECT, DEPARTMENT, EMPLOYEE`	6 × 3 × 8 = 144
`Plocation = 'Stafford'` (선택 조건)	2 × 3 × 8 = 48
`Dnum = Dnumber` (조인 조건)	2 × 1 × 8 = 16
`Mgr_ssn = Ssn` (조인 조건)	2 × 1 × 1 = 2

Pnumber	Dnum	Lname	Address	Bdate
10	4	Wallace	291 Berry, Bellaire, TX	1941-06-20
30	4	Wallace	291 Berry, Bellaire, TX	1941-06-20

남은 두 조합은 (Computerization, Administration, Wallace)와 (Newbenefits, Administration, Wallace)다. 결과의 한 행은 프로젝트 하나, 부서 하나, 직원 하나를 붙인 조합이다.

스스로 설명해 보기

1. FROM에 표가 셋인데 조합이 왜 6 + 3 + 8이 아니라 6 × 3 × 8개인가

조합 하나는 프로젝트 하나, 부서 하나, 직원 하나를 각각 골라 만든다. 프로젝트를 고르는 방법 6가지마다 부서를 고르는 방법이 3가지, 그 각각에 직원을 고르는 방법이 8가지다. 서로 얽매이지 않는 선택을 이어서 하므로 곱한다.

2. Dnum = Dnumber를 걸면 48개가 왜 꼭 16개로 줄어드는가

프로젝트마다 Dnum 값은 하나이고, Dnumber는 DEPARTMENT의 기본 키라 그 값을 가진 부서가 하나뿐이다. 그래서 프로젝트 하나에 짝지어지는 부서가 3개에서 1개로 준다. 48 ÷ 3 = 16이다.

3. Mgr_ssn = Ssn을 걸면 16개가 왜 2개가 되는가

남은 조합마다 부서는 정해져 있고 그 부서의 Mgr_ssn은 하나다. Ssn은 EMPLOYEE의 기본 키라 그 값을 가진 직원이 한 명뿐이다. 직원 쪽이 8명에서 1명으로 줄어 16 ÷ 8 = 2다.

이 읽는 법의 핵심 아이디어는?

가능한 모든 조합에서 출발해 조건으로 걸러 낸다. 조인 조건이 “외래 키 = 기본 키” 꼴이면 표 하나를 이을 때마다 짝이 하나로 정해진다. 그래서 결과의 행 수가 표를 곱한 만큼 불어나지 않는다.

이 방법을 쓸 수 있는 다른 상황은?

표가 넷, 다섯이어도 같다. 표 \(n\)개를 한 줄로 이으려면 조인 조건이 적어도 \(n - 1\)개 있어야 한다. 한 표를 두 번 쓰는 질의(별칭과 자기 조인)도 같은 표의 조합 8 × 8 = 64개에서 걸러 낸다고 읽는다.

예제

맞게 쓴 질의 셋은 위의 Q0(표 하나), Q1(표 둘), Q2(표 셋)다. 틀리게 쓴 꼴 둘을 본다².

조인 조건을 빠뜨린다. SELECT Fname, Lname, Address FROM EMPLOYEE, DEPARTMENT WHERE Dname = 'Research';는 오류 없이 8행을 낸다. 직원 여덟 명이 모두 Research 부서의 행과 짝지어져, 다른 부서 사람까지 Research 직원처럼 나온다.
글자 값에 따옴표를 안 붙인다. WHERE Lname = Smith라고 쓰면 DBMS는 Smith를 열 이름으로 읽고 “그런 열이 없다”는 오류를 낸다. 글자 값은 'Smith'처럼 작은따옴표로 싼다.

경계 사례.

조건에 맞는 행이 하나도 없으면 오류가 아니라 0행이 나온다. SELECT Bdate FROM EMPLOYEE WHERE Lname = 'Brown';의 결과는 빈 표다.
WHERE에는 SELECT에 없는 칸도 쓴다. Q0는 이름 세 칸으로 고르고 생일과 주소만 꺼낸다.

왜 이런 모양인가. 세 절은 “무엇을 / 어디에서 / 어떤 것을”에 하나씩 맞춰져 있다. 어느 표부터 읽을지, 조건을 어떤 순서로 따질지를 적는 자리는 없다. 그 방법은 DBMS가 고른다(선언적 언어).

활용

조건 쓰기. 조건은 값을 =, <, <=, >, >=, <>로 견준 것을 AND, OR, NOT으로 이은 식이다. 잇는 법은 명제와 논리 연산과 같다².
결과도 표다. 질의의 결과를 다른 질의 안에 넣거나(중첩 질의와 IN) 두 결과를 합칠 수 있다(집합 연산).
실제로 144개를 다 만들지는 않는다. “모든 조합을 만들고 거른다”는 답이 무엇인지 정하는 읽는 법이다. DBMS는 같은 답을 내는 더 빠른 길을 고른다(DBMS 구성 모듈의 질의 최적화기)².
흔한 실수.
- 조인 조건을 빠뜨린다 → WHERE 없는 질의와 카티션 곱
- 두 표에 같은 이름의 칸이 있는데 어느 표 것인지 안 밝힌다 → 별칭과 자기 조인
- 결과에 같은 행이 여러 번 나오는 것을 모른다 → 다중집합인 표와 DISTINCT
연습: 기본 검색 연습

연결

선수: SQL 한눈에 보기, 관계형 데이터베이스 스키마와 상태, 참조 무결성 제약과 외래 키
조인 조건을 WHERE에서 떼어 FROM에 적는 방법: FROM 절의 조인 (JOIN ON)
세 절 뒤에 더 붙는 절(묶기, 정렬)과 전체 순서: ORDER BY와 질의의 절 순서

자주 하는 오해

“SELECT가 맨 앞에 적혀 있으니 SELECT부터 처리된다”

틀렸다. 글을 위에서 아래로 읽는 버릇 때문에 그럴듯해 보인다. 하지만 뜻을 읽는 순서는 FROM(어느 표의 조합인가) → WHERE(어떤 조합을 남기는가) → SELECT(무슨 칸을 꺼내는가)다. Q0로 확인된다. Q0의 WHERE는 Fname, Minit, Lname을 쓰는데 SELECT에는 Bdate와 Address뿐이다. SELECT가 먼저였다면 이름 세 칸은 이미 버려져서 조건을 따질 수 없다. 그런데 Q0는 답을 낸다².

확인 문제

C1 SELECT-FROM-WHERE 블록의 세 절에 각각 무엇을 적는가? 결과의 뜻을 읽는 순서는?

답: SELECT에는 값을 꺼낼 속성의 이름, FROM에는 필요한 표의 이름, WHERE에는 꺼낼 행을 가려내는 조건을 적는다. 읽는 순서는 FROM의 표에서 행을 하나씩 뽑은 모든 조합 → WHERE가 참인 조합만 → SELECT의 칸만이다.

C2 SELECT Fname, Lname FROM EMPLOYEE, DEPARTMENT WHERE Dname = 'Administration' AND Dnumber = Dno;의 결과를 쓰라.

답: (Alicia, Zelaya), (Jennifer, Wallace), (Ahmad, Jabbar)의 세 행이다.
이유: Administration은 4번 부서다. 24개 조합 가운데 부서 쪽이 Administration인 것이 8개이고, 그중 직원의 Dno가 4인 것이 셋이다.

C3 “Houston에 있는 프로젝트의 이름과, 그 프로젝트를 맡은 부서의 이름”을 SQL로 쓰고 결과를 구하라.

답:

SELECT Pname, Dname
FROM   PROJECT, DEPARTMENT
WHERE  Dnum = Dnumber AND Plocation = 'Houston';

결과는 (ProductZ, Research), (Reorganization, Headquarters)다.
이유: 프로젝트 이름과 위치는 PROJECT에, 부서 이름은 DEPARTMENT에 있어 표가 둘 필요하다. 둘을 잇는 조인 조건은 외래 키 Dnum과 기본 키 Dnumber를 맞춘 Dnum = Dnumber다.

C4 Q2에서 Mgr_ssn = Ssn을 빼면 몇 행이 나오는가? 왜 그런가?

답: 16행이다. Stafford의 두 프로젝트가 각각 직원 여덟 명 모두와 짝지어진다.
이유: 프로젝트와 부서는 Dnum = Dnumber로 이어졌지만 부서와 직원을 잇는 조건이 없다. 그래서 직원 쪽은 걸러지지 않고 2 × 1 × 8 = 16개 조합이 그대로 남는다. 표가 셋이면 조인 조건이 적어도 둘 있어야 한다.

C5 SELECT Lname, Salary FROM EMPLOYEE WHERE Salary > 30000 AND Dno = 5;의 두 조건은 선택 조건인가 조인 조건인가? 결과도 구하라.

답: 둘 다 선택 조건이다. 결과는 (Wong, 40000), (Narayan, 38000)이다.
이유: 조인 조건은 서로 다른 두 표의 칸을 맞대는 조건이다. 여기서는 표가 하나이고 두 조건 모두 한 행의 칸을 정해진 값과 견준다. Dno = 5에 부서 번호가 나온다고 조인 조건인 것은 아니다.

걸음마다의 조합 수는 검증 코드로 세었다. ↩
수치와 결과는 SQLite 3.50에서 실행해 확인했다. 비교 연산자의 목록은 Elmasri & Navathe, Fundamentals of Database Systems 7판 6.3.1절에 있다. ↩ ↩² ↩³ ↩⁴