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🇩🇪 PHP 8.4: Was ist neu?

Pascal Kleindienst — Sat, 23 Nov 2024 08:12:25 +0000

Es dauert nicht mehr lange bis am 21. November 2024 die nächste PHP Version veröffentlicht wird. PHP 8.4 bringt einige interessante Neuerungen und Änderungen mit sich. Ein paar davon werde ich in diesem Beiträg näher vorstellen.

Property Hooks

Property Hooks gehören mit zu den größten Änderungen in der jüngsten PHP Vergangenheit - doch was sind property hooks überhaupt? Es kommt oft vor, dass man für Eigenschaften unterschiedliche Sichtbarkeiten oder Logiken für den lesenden und schreibenden Zugriff (get und set) braucht. Bisher hieß das meistens, dass man dafür eigene Methoden (getter und setter) geschrieben oder die magischen Methoden __get und __set benutzt hat. Property Hooks sollen dafür nun eine native Lösungen bieten und überflüssigen Boilerplate Code verhindern. Die Idee an sich ist nicht neu und daher hat man sich bei der Syntax von anderen Sprachen wie Kotlin, C#, und Swift inspirieren lassen.

class User
{
    public string $fullName {
        // Lesezugriff/Getter überschreiben
        get => $this->firstName . " " . $this->lastName
    }

    public string $firstName {
        // Schreibzugriff/Setter überschreiben. $value ist der zu setzende Wert.
        set {
            if (empty($value)) {
                throw new ValueError("Lastname must not be empty");
            }
            $this->firstName = $value;
        }
        get => $this->firstName;
    }

    public string $lastName {
        set {
            if (empty($value)) {
                throw new ValueError("Lastname must not be empty");
            }
            $this->lastName = $value;
        }
        get => $this->lastName;
    }

    public function __construct(string $firstName, string $lastName)
    {
        $this->firstName = $firstName;
        $this->lastName = $lastName;
    }
}

Die Hooks sind optional und benötigen nicht beide Varianten (get und set). Im Beispiel oben entspricht $fullName einer virtual property, da nur ein get Hook vorhanden ist. Eine weitere interessante Tatsache ist, dass property hooks auch in Interfaces benutzt werden können:

interface HasFullName
{
    // Objekte die dieses Interface implementieren müssen eine lesbare $fullName Eigenschaft haben.
    // Das kann entweder eine traditionelle Eigenschaft oder ein "get" property hook sein.
    public string $fullName { get; }
}

class User implements HasFullName
{
    // Implementiert `HasFullName`, da $fullName eine lesbare Eigenschaft ist.
    public function __construct(public readonly string $fullName)
    {
    }
}

RCF: https://wiki.php.net/rfc/property-hooks

`new` ohne Klammern

Eine weitere große Änderungen die mit PHP 8.4 kommt und Boilerplate Code reduziert: Aufrufe mit new müssen nicht mehr in Klammern eingeschlossen werden, um Methoden mit ihnen zu verketten.

// Vor PHP 8.4
$name = (new ReflectionClass($objectOrClass))->getShortName();

// Ab PHP 8.4
$name = new ReflectionClass($objectOrClass)->getShortName();

Die Änderung betrifft aber nicht nur Methoden sondern funktioniert auch für Eigenschaften, Konstanten, statische Methoden etc.

RCF: https://wiki.php.net/rfc/new_without_parentheses

JIT Änderungen

PHP 8.4 hat ein paar Änderungen wie der JIT aktiviert bzw deaktiviert wird. Bisher musste man opcache.jit_buffer_size auf 0 setzen, um den JIT zu deaktivieren. Mit der neuen PHP Version gibt es dafür eine extra Einstellung:

opcache.jit=disable
opcache.jit_buffer_size=64m

RCF: https://wiki.php.net/rfc/jit_config_defaults

Neuer HTML5 Support

Obwohl HTML 5 jetzt schon seit über 15 Jahren existiert, wird es von PHP bis jetzt nicht offiziell unterstützt. Mit PHP 8.4 wird nun die neue Klasse \Dom\HTMLDocument eingeführt, welche HTML5 Code vernünftig parsen soll. Die alte \DOMDocument Klasse, welche in der Theorie HTML 4 unterstützt, bleibt aus Gründen der Abwärtskompatibilität erhalten.

$doc = \Dom\HTMLDocument::createFromString($contents);

RCF: https://wiki.php.net/rfc/domdocument_html5_parser

Neue Array Methoden: `array_find`

Frameworks wie Laravel haben solche Hilfsfunktionen schon etwas länger, sodass man es kaum glauben mag, dass array_find tatsächlich eine neue Funktion in PHP 8.4 ist.

Der Name mag evtl. etwas verwirrend sein, da array_find das erste(!) Element aus einem Array zurückliefert auf das eine bestimmte Bedingung zutrifft.

// Findet den ersten Benutzer mit mehr als 10 Zeichen im Namen
$user = array_find($users, function (User $user) {
    return strlen($user->name) > 10;
});

Zu array_find kommen auch noch weitere Funktionen die ähnlich funktionieren: array_find_key, array_any und array_all. Wenn du mehr darüber erfahren möchtest, dann schaue dir doch den Beitrag "Neue Array Funktionen in PHP 8.4: array_find, array_find_key, array_any, und array_all" an.

RCF: https://wiki.php.net/rfc/array_find

Implizite nullable Parametertypen werden abgeschafft

PHP ein ein komisches Verhalten, bei dem eine typisierte Variable, welche als Standardwert null hat, automatisch nullbar (nullable) gemacht wurde.

function foo(Bar $bar = null) {} // Veraltet! Wurde von PHP automatisch umgewandelt

Dieses Verhalten ist jetzt veraltet und wird mit PHP 9 entfernt werden. Die betroffenen Parameter müssen jetzt explizit als nullbar (nullable) ausgewiesen werden.

function foo(?Bar $bar = null) {}

Deprecation: https://wiki.php.net/rfc/deprecate-implicitly-nullable-types

🇩🇪 Datenmanipulation und Abfragen mit SQL

Pascal Kleindienst — Sat, 23 Nov 2024 08:07:30 +0000

SQL (Structured Query Langauge) ist die die Basis für Datenbank Manipulationen und Abfragen. In diesem Beitrag schauen wir uns die fortgeschrittenen Konzepte der Datenmanipulation und komplexere Abfragen genauer an.

Daten aktualisieren und löschen

Im letzten Beitrag haben wir gelernt wie man Einträge speichert und ausließt. Da sich Daten aber natürlich ändern können, ist die Fähigkeiten diese zu aktualisieren und zu löschen entscheidend bei der Datenbankverwaltung.

UPDATE

Der UPDATE-Befehl ermöglicht es einem die bestehenden Datensätze einer Tabelle zu aktualisieren. Die allgemeine Syntax ist dabei wie folgt:

UPDATE tabelle
SET spalte1 = wert1, spalte2 = wert2, ...
WHERE bedingung;

Beispiel

UPDATE Kunden
SET email = 'neu@beispiel.de', telefon = '0123456789'
WHERE kunden_id = 1001;

Hier wird sowohl die E-Mail Adresse als auch die Telefonnummer eines bestehenden Kunden mit der ID 1001 aktualisiert.

Achtung!
Die WHERE-Bedingung ist wichtig, da wir nur gewünschten Datensatz ändern möchten. Ohne WHERE-Bedingung würden wir alle Datensätze der Tabelle aktualisieren!

DELETE

Mit dem DELETE-Befehl können Datensätze aus einer Tabelle gelöscht werden. Die grundlegende Syntax ist dabei wie folgt:

DELETE FROM tabelle
WHERE bedingung;

Beispiel

DELETE FROM Bestellungen
WHERE bestelldatum < '2024-01-01' AND status = 'storniert';

In diesem Beispiel werden alle stornierten Bestellungen entfernt, die vor 2024 erstellt wurden.

Achtung!
Auch hier gilt: Die WHERE-Bedingung ist wichtig, da wir nur gewünschten Datensatz löschen möchten. Ohne WHERE-Bedingung würden wir alle Datensätze der Tabelle löschen!

Sicherheitsaspekte bei Datenmanipulation

Bei der Arbeit mit UPDATE und DELETE gibt es ein paar Dinge die man beachten sollte

WHERE-Bedingung: Man sollte immer eine präzise WHERE-Bedingung verwenden, um nicht aus Versehen Datensätze zu ändern oder zu löschen, welche nicht geändert werden sollten.
Backups: Es ist immer gut Backups seiner Datenbank zu haben, besonders dann wenn man größere Änderungen vornimmt.
Transaktionen: Transaktionen ermöglichen es einem, mehrere Abfragen eine Einheit auszuführen und bei Bedarf rückgängig zu machen - Perfekt für komplexere Operationen.

Beispiel für eine Transaktion:

BEGIN TRANSACTION;

UPDATE Konten SET guthaben = guthaben - 1000 WHERE konto_id = 1;
UPDATE Konten SET guthaben = guthaben + 1000 WHERE konto_id = 2;

COMMIT;

Erweiterte Abfragen

JOIN-Operationen

JOIN-Operationen sind essentiell bei der Verwendung von relationalen Datenbanken, da Sie es einem ermöglichen, Daten aus mehreren Tabellen zu verknüpfen. Die Verknüpfung der Daten geschieht dabei über Primär- und Fremdschlüssel (Primary Key und Foreign Keys). Die gängisten Arten von Join-Typen sind: Inner Join, Left und der Right Join.

Die Grundlegende Syntax ist wie folgt:

SELECT * FROM [Tabelle]
[LEFT|RIGHT|INNER] JOIN [Tabelle2] ON [Bedingung];

Hinweis: JOINs sind, gerade bei Anfängern, oft ein missverstandenes Thema. Zum besseren Verständnis nutzen wir die folgenden Tabellen zur Erklärungen

Tabelle: Bestellungen

id	bestell_nr	kunden_id	produkt_id	gesamtbetrag
1	1000	1	2	500
2	1001	2	1	200
3	1002	3	1	200
4	1003	1	3	70

Tabelle: Produkte

id	produkt_name	preis
1	Uhr	200
2	PlayStation 5	500
3	Final Fantasy	70
4	Skull and Bones	70

Tabelle: Kunden

id	name
1	John Doe
2	Jane Doe
3	Max Mustermann
4	Maria Musterfrau

INNER JOIN

Der INNER JOIN gibt nur die Daten zurück, die in beiden Tabellen übereinstimmende Werte haben, also die Schnittmenge beider Tabellen.

INNER JOIN: Die Schnittmenge aus den verknüpften Tabellen

Angenommen du möchtest alle Bestellungen samt Kundennamen und Produktnamen auflisten, dann kannst du die 3 Tabellen mit INNER JOINs wie folgt verbinden:

SELECT Bestellungen.bestell_nr, Bestellungen.gesamtbetrag, Kunden.name, Produkte.produkt_name
FROM Bestellungen
INNER JOIN Kunden ON Bestellungen.kunden_id = Kunden.id
INNER JOIN Produkte ON Bestellungen.produkt_id = Produkte.id;

Das Ergebnis der obigen Abfrage ist dann:

bestell_nr	gesamtbetrag	name	produkt_name
1000	500	John Doe	PlayStation 5
1001	200	Jane Doe	Uhr
1002	200	Max Mustermann	Uhr
1003	70	John Doe	Final Fantasy

LEFT JOIN und RIGHT JOIN

LEFT/RIGHT JOIN: Die Schnittmenge und die Datensätze aus der linken bzw. rechten Tabelle

Ein LEFT JOIN gibt alle Datensätze der linken (ersten) Tabelle zurück, auch wenn keine Übereinstimmungen mit der rechten Tabellen gefunden werden. Wenn in der Tabelle rechts keine Übereinstimmungen gefunden werden, wird für diese Werte NULL zurückgegeben.

SELECT Kunden.name, Bestellungen.bestell_nr
FROM Kunden
LEFT JOIN Bestellungen ON Kunden.id = Bestellungen.kunden_id;

Diese Abfrage zeigt alle Kunden an, auch solche ohne Bestellungen. Das Ergebnis der obigen Abfrage ist dann:

name	bestell_nr
John Doe	1003
John Doe	1000
Jane Doe	1001
Max Mustermann	1002
Maria Musterfrau	`NULL`

Ein RIGHT JOIN funktioniert ähnlich wie ein LEFT JOIN, es ist praktisch das Gegenteil von einem LEFT JOIN. Der RIGHT JOIN behält alle Zeilen der rechten Tabelle, auch wenn in der linken Tabelle keine passenden Zeilen gefunden werden. Für nicht gefundene Übereinstimmungen wird auch hier NULL zurückgegeben.

SELECT Bestellungen.bestell_nr, Produkte.produkt_name
FROM Bestellungen
RIGHT JOIN Produkte ON Bestellungen.produkt_id = Produkte.id;

Die Abfrage zeigt alle Produkte an, auch solche die nie bestellt wurden. Das Ergebnis der obigen Abfrage ist dann:

bestell_nr	produkt_name
1002	Uhr
1001	Uhr
1000	PlayStation 5
1003	Final Fantasy
`NULL`	Skull and Bones

FULL OUTER JOIN

Der FULL OUTER JOIN gibt alle Datensätze aus beiden Tabellen zurück. Auch alle NULL-Werte werden dabei berücksichtigt, wodurch dieser JOIN die größte Zeilenzahl zurückgibt.

FULL OUTER JOIN: Alle Datensätze aus beiden Tabellen

Da der FULL OUTER JOIN nicht Teil von MySQL ist, gehen wir hier nicht weiter darauf ein. Bedenke aber, dass andere relationale Datenbanksysteme durchaus diese Art von JOIN unterstützen können!

Warum sollten JOINs verwendet werden

JOINs sollten aus den folgenden Gründen verwendet werden:

anstatt mehrerer einzelner Abfragen, welche "per Hand" kombiniert werden müssen, benötigt es nur eine einzelne Abfrage
bessere Performance, da Datenbanksysteme wie MySQL auf solche Abfragen optimiert sind + die Nutzung von Indizes erhöht die Performance beim Kombinieren der Ergebnisse
mehrere Abfragen auszuführen, führt zu einem höheren Overhead, da mehr Daten zwischen dem Datenbankserver und der Anwendung (Client) übertragen werden müssen

Aggregate Funktionen

Aggregate Funktionen führen Berechnungen auf einer Menge von Werten durch und geben einen einzelnen Wert zurück. Sie sind besonders nützlich in Verbindung mit GROUP BY.

COUNT

Die COUNT-Funktion zählt die Anzahl der Zeilen oder nicht-NULL-Werte in einer Spalte. Beispiel: Berechnen der Mitarbeiter-Anzahl pro Abteilung (die GROUP BY Anweisung wird hier verwendet um die Ergebnissmenge anhand der Abteilung zu gruppieren).

SELECT abteilung, COUNT(*) AS mitarbeiteranzahl
FROM Mitarbeiter
GROUP BY abteilung;

SUM

Die SUM-Funktion summiert die numerischen Werte einer Spalte. Beispiel: Berechnen wie oft jedes Produkt bisher bestellt wurde.

SELECT produkt_id, SUM(menge) AS gesamtmenge
FROM Bestellungen
GROUP BY produkt_id;

AVG

Die AVG-Funktion ermittelt den Durschsnitt der numerischen Werte einer Spalte. Beispiel: Berechnen des Durschschnittgehalts der Mitarbeiter pro Abteilung, sofern das Durschnittsgehalt über 50.000 liegt.

SELECT abteilung, AVG(gehalt) AS durchschnittsgehalt
FROM Mitarbeiter
GROUP BY abteilung
HAVING AVG(gehalt) > 50000;

In diesem Beispiel benutzen wir die HAVING-Klausel. HAVING wird verwendet, um Bedingungen auf aggregierte Daten anzuwenden, während WHERE für Bedingungen auf einzelne Zeilen verwendet wird.

Unterabfragen

Bei Unterabfragen (Subqueries), auch verschachtelte Abfragen genannt, handelt es sich um SQL Abfragen innerhalb anderer Abfragen. Dies ermöglicht komplexe Datenmanipulationen und vereinfacht Abfragen.

SELECT produktname, preis
FROM produkte
WHERE preis > (SELECT AVG(preis) FROM produkte);

In diesem Beispiel werden alle Produkte selektiert, deren Preis über dem Durchschnittspreis liegt. Die Unterabfrage (SELECT AVG(preis) FROM produkte) wird von SQL zuerst ausgewertet und liefert einen einzelnen Wert, welcher dann in der Hauptabfrage verwendet wird. Diese Art von Subquery nennt man "skalare Subquery", da sie einen einzelnen Wert zurückgibt.

Verschachtelte Abfragen können in verschiedenen Teilen einer SQL-Anweisung verwendet werden:

In der WHERE-Klausel (wie im obigen Beispiel)
In der FROM-Klausel als abgeleitete Tabelle
In der SELECT-Klausel für berechnete Spalten

Beispiel einer Unterabfrage in der FROM-Klausel:

SELECT abteilung, durchschnittsgehalt
FROM (
    SELECT abteilung, AVG(gehalt) AS durchschnittsgehalt
    FROM mitarbeiter
    GROUP BY abteilung
) AS abteilungsdurchschnitte
WHERE durchschnittsgehalt > 50000;

In diesem Beispiel berechnet die Unterabfrage zuerst das Durchschnittsgehalt für jede Abteilung. Sie wird als eigenständige Tabelle behandelt und erhält den Alias abteilungsdurchschnitte. Die Hauptabfrage selektiert dann aus dieser "virtuellen Tabelle" die Abteilungen aus, deren Durchschnittsgehalt über 50.000 liegt. Diese Art der Unterabfrage nennt man auch "abgeleitete Tabelle oder "inline view, da sie wie eine temporäre Tabelle in der FROM-Klausel verwendet wird.

Übungen

Übung 1:
- Angenommen, du hast eine Tabelle "produkte" mit den Spalten id, produkt_name und preis. Die Geschäftsleitung hat beschlossen, die Preise für die "PlayStation 5" um 10% zu erhöhen.
- Aufgabe: Schreibe eine SQL-Anweisung, die diese Preiserhöhung umsetzt
Übung 2:
- Angenommen, du hast eine Tabelle "bestellungen" mit den Spalten id, kunden_id, bestelldatum und status. Das Unternehmen möchte alte, stornierte Bestellungen aus der Datenbank entfernen, um Speicherplatz zu sparen.
- Aufgabe: Schreibe eine SQL-Anweisung, die alle stornierten Bestellungen löscht. die älter als ein Jahr sind.
Übung 3: Schreibe eine SQL Abfrage, die alle Kunden mit ihren Bestellungen anzeigt, auch wenn sie keine Bestellungen haben. Sortieren Sie das Ergebnis nach dem Kundennamen.
Übung 4: Berechne den Gesamtumsatz pro Kunde und sortiere das Ergebnis nach dem höchsten Umsatz. Zeige nur Kunden mit einem Gesamtumsatz von mehr als 10.000 an.
Übung 5: Finde alle Produkte, die teurer als der Durchschnittspreis sind. Zeige die Produktname, den Preis und um wie viel Prozent der Preis über dem Durchschnitt liegt.
Übung 6:
- Angenommen es gibt eine Tabelle mitarbeiter mit den Spalten abteilung, name und gehalt.
- Aufgabe: Erstelle eine Abfrage, die für jede Abteilung den Mitarbeiter mit dem höchsten Gehalt anzeigt.
Übung 7:
- Angenommen, du hast eine Tabelle "bestellungen" mit den Spalten id, produkt_id, bestelldatum, und eine Tabelle "produkte" mit den Spalten id, produkt_name und preis.
- Schreibe eine Abfrage, die alle Produkte auflistet, die in den letzten 30 Tagen nicht bestellt wurden.

Diese Übungen decken die wichtigsten Konzepte ab, die wir in diesem Tutorial behandelt haben. Versuche sie selbstständig zu lösen, bevor du nach Lösungen suchst. Die praktische Anwendung ist der beste Weg, um SQL zu lernen und zu beherrschen.

Die Lösungen zu den Übungen findest du in unserem GitHub Repository.

Fazit

SQL bietet eine leistungsstarke Möglichkeit zur Datenmanipulation und -abfrage. Durch die Verwendung von UPDATE, DELETE, JOINs, Unterabfragen und Aggregatfunktionen können komplexe Datenbankoperationen effizient durchgeführt werden.

Um das hier gelernte zu festigen und die eigenen SQL-Fähigkeiten zu verbessern, hilft nur kontinuierliches Lernen und Üben. Die hier vorgestellten Übungen sind ein guter Anfang, du solltest aber auch weitere Online-Ressourcen, Fachbücher und praktische Projekte nutzen, um dein Wissen zu erweitern und auf dem neuesten Stand zu bleiben. Eine kleine Auswahl findest du im folgenden Punkt "Referenzen".

Referenzen

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🇩🇪 Grundlegende SQL-Befehle für Einsteiger

Pascal Kleindienst — Sun, 14 Jul 2024 14:00:00 +0000

Einführung in SQL und Datenbanken

Wie im letzten Eintrag erwähnt sind Datenbanken aus der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. SQL (Structured Query Language) ist dabei die Basis für Datenbank Manipulationen und Abfragen. Egal ob Datenbankadministrator, oder Web-/Softwareentwickler, Kenntnisse in SQL sind unerlässlich.

Was ist SQL

Bei SQL (Structured Query Language) handelt es sich um eine standardisierte Sprache für die Verwaltung und Manipulation von relationalen Datenbanken. Sie wurde in den 1970er Jahren von IBM entwickelt und hat sich zum De-facto Standard bei relationalen Datenbanken entwickelt.

SQL ermöglicht es einem Daten zu erstellen, zu lesen, zu aktualisieren und zu löschen (CRUD-Operationen, CREATE-READ-UPDATE-DELETE). Außerdem können damit auch komplexe Abfragen durchgeführt werden und die Struktur von Datenbanken verwaltet werden.

Datenbank und Tabellen erstellen

Bevor man mit einer Datenbank arbeiten kann, muss diese aber erst erstellt und die Struktur definiert werden. Im ersten Schritt wird also die DB und die Tabellen erstellt und deren Struktur definiert.

CREATE DATABASE

Um eine neue Datenbank zu erstellen, wird der Befehl CREATE DATABASE verwendet. Die Syntax ist dabei wie folgt:

CREATE DATABASE mein_datenbank_name;

Dieser Befehl erstellt eine neue, leere Datenbank namens "mein_datenbank_name". Nach dem Erstellen müssen wir die Datenbank noch auswählen, um mit ihr zu arbeiten. Das geschieht mit dem USE Befehl, welcher MySQL mitteilt, dass alle nachfolgenden Befehle im Kontext der gewählten Datenbank ausgeführt werden sollen.

USE mein_datenbank_name;

CREATE TABLE

Da eine leere Datenbank nicht allzu sinnvoll ist, können wir nun ein paar Tabellen erstellen. Tabellen sind die grundlegenden Strukturen, in denen die Daten einer relationalen Datenbank gespeichert werden. Die Syntax sieht dabei wie folgt aus:

CREATE TABLE tabellen_name (
    spalte1 datentyp [einschränkungen],
    spalte2 datentyp [einschränkungen],
    ...
    [tabelleneinschränkungen]
);

Lass uns als Beispiel eine "Kunden" Tabelle erstellen:

CREATE TABLE Kunden (
    kunden_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    vorname VARCHAR(50) NOT NULL,
    nachname VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    geburtstag DATE,
    registrierungsdatum TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    kundenstatus ENUM('aktiv', 'inaktiv', 'gesperrt') DEFAULT 'aktiv',
    kreditlimit DECIMAL(10,2) DEFAULT 1000.00
);

Die einzelnen Befehle kurz erklärt:

kunden_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT: Definiert eine Ganzzahl (Integer)-Spalte als Primärschlüssel, deren Wert automatisch für jeden neuen Eintrag erhöht wird (AUTO_INCREMENT)
vorname VARCHAR(50) NOT NULL: Definiert Zeichenkette mit variabler Länge (max. 50 Zeichen), die nicht leer (NULL) sein darf
nachname VARCHAR(50) NOT NULL: siehe vorname
email VARCHAR(100) UNIQUE: Definiert eine email Spalte, die eindeutig sein muss
geburtstag DATE: Ein Datumswert für den Geburtstag eines Kunden
registrierungsdatum TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP: Ein Zeitstempel, welcher als Standardwert die aktuelle Zeit gesetzt hat, wenn ein neuer Datensatz eingefügt wird.
kundenstatus ENUM('aktiv', 'inaktiv', 'gesperrt') DEFAULT 'aktiv': Ein Aufzählungstyp mit vordefinierten Werten und dem Standardwert 'aktiv'
kreditlimit DECIMAL(10,2) DEFAULT 1000.00: Ein Dezimalwert mit einem Standardwert

Datentypen in MySQL

Ein paar Datentypen haben wir im Beispiel eben ja schon kennengelernt, aber MySQL bietet noch eine Vielzahl weiterer Datentypen. Die Wahl des richtigen Datentyps ist wichtig, um die Informationen effizient zu speichern und die Integrität der Datenbank zu gewährleisten. Ein paar der am häufigsten verwendeten Datentypen:

Numerische Typen:

TINYINT: Für ganze Zahlen (Integers) zwischen -128 und 127
INT: Für ganze Zahlen (Integers) zwischen -2.147.483.648 und 2.147.483.647 (-2³¹ und 2³¹ - 1)
BIGINT: Für ganze Zahlen (Integers) zwischen -2⁶³ und 2⁶³ - 1
DECIMAL(M, D): Für Festkommazahlen. M ist die Gesamtzahl der Ziffern (Präzision); D ist die Anzahl der Dezimalstellen
FLOAT: Für Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit
DOUBLE: Für Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit

Zeichenketten:

CHAR(n): Für Zeichenketten mit fester Länge n
VARCHAR(n): Für Zeichenketter mit variabler Länge (max. n Zeichen)
TEXT: Für lange Texte mit bis zu 65.535 Zeichen
LONGTEXT: Für sehr lange Texte mit bis zu 4 GB

Datum- und Zeittypen:

DATE: Für Datumswerte. Format: YYYY-MM-DD
TIME: Für Zeitwerte. Format: HH:MM:SS
DATETIME: Für Datums- und Zeitwerte. Format: YYYY-MM-DD HH:MM::SS
TIMESTAMP: Ähnlich wie DATETIME; Speichert den UNIX Timestamp zwischen 1970-01-01 00:00:01 UTC bis 2038-01-19 03:14:07 UTC.

Sonstige Typen:

BOOLEAN: Für Wahrheitswerte (true/false)
ENUM: Für vordefinierte Listen von Werten
SET: Ähnlich wie ENUM, erlaubt aber die Auswahl mehrerer Werte
BLOB: Für binäre Daten (binary large object) wie zum Beispiel Bilder

Die Wahl des richtigen Datentypen kann erheblichen Einfluss auf die Leistung und Speichereffizienz der Datenbank haben. Zum Beispiel:

Verwenden von INT für ganze Zahlen anstelle von FLOAT oder DOUBLE, wenn keine Dezimalstellen benötigt werden
Benutzen von VARCHAR anstelle von CHAR für Zeichenketten variabler Länge, um Speicherplatz zu sparen
Verwenden von ENUM oder SET für Spalten mit einer begrenzten Anzahl möglicher Werte, um Datenintegrität zu verbessern und Speicherplatz zu sparen

Primärschlüssel und Fremdschlüssel

Primärschlüssel und Fremdschlüssel sind entscheidend für die Strukturierung relationaler Datenbanken und die Gewährleistung der Datenintegrität.

Primärschlüssel (Primary Key)

Bei einem Primärschlüssel handelt es sich um ein Feld (oder eine Kombination von Feldern), welches den Datensatz eindeutig identifiziert. Im obigen Beispiel mit der Kunden-Tabelle ist das Feld kunden_id der Primärschlüssel. Die Eigenschaften von Primärschlüsseln sind:

Eindeutigkeit (uniqueness) - keine zwei Datensätze können den gleichen Schlüsselwert haben
Sie dürfen nicht NULL sein
Unveränderbarkeit (immutability) - einmal zugewiesen, sollte der Wert konstant bleiben

Primärschlüssel können auf verschiedene Weise definiert werden:

-- Als Teil der Spaltendefinition
CREATE TABLE beispiel1 (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

-- Als separate Einschränkung
CREATE TABLE beispiel2 (
    id INT,
    name VARCHAR(50),
    PRIMARY KEY (id)
);

-- Zusammengesetzter Primärschlüssel
CREATE TABLE beispiel3 (
    id1 INT,
    id2 INT,
    name VARCHAR(50),
    PRIMARY KEY (id1, id2)
);

Fremdschlüssel

Ein Fremdschlüssel (FK) ist ein Feld in der Tabelle, welches auf einen Primärschlüssel in einer anderen Tabelle verweist. Das ermöglicht es Beziehungen (Relationen) zwischen Tabellen zu erstellen und die referenzielle Integrität zu gewährleisten. Hier ein Beispiel für eine Bestellungen-Tabelle, welche einen Fremdschlüssel auf unsere Kunden Tabelle enthält. In dem Beispiel verweist kunden_id in der Bestellungen Tabelle auf kunden_id in der Kunden Tabelle. Dies stellt eine Beziehung zwischen Kunden und ihren Bestellungen her.

CREATE TABLE Bestellungen (
    bestell_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    kunden_id INT,
    bestelldatum DATE,
    gesamtbetrag DECIMAL(10,2),
    FOREIGN KEY (kunden_id) REFERENCES Kunden(kunden_id)
);

Fremdschlüssel haben mehrere wichtige Funktionen:

stellen sicher, dass nur gültige Daten in die FK Spalte eingefügt werden können
ermöglichen das Löschen und Aktualisieren von verknüpften Datensätzen in mehreren Tabellen (kaskasierende Aktionen)
verbessern die Datenintegrität und -konsitenz

Das Verhalten von Fremdschlüsseln bei Aktualisierungen oder Löschungen kann mit den Klauseln ON UPDATE und ON DELETE gesteuert werden:

CREATE TABLE Bestellungen (
    bestell_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    kunden_id INT,
    bestelldatum DATE,
    gesamtbetrag DECIMAL(10,2),
    FOREIGN KEY (kunden_id) REFERENCES Kunden(kunden_id)
        ON DELETE CASCADE
        ON UPDATE RESTRICT
);

Hier würde das Löschen eines Kunden automatisch alle seine Bestellungen löschen (CASCADE), während eine Änderung der kunden_id verhindert würde (RESTRICT).

Daten einfügen und abfragen

Daten einfügen und abfragen gehört zu den grundlegendsten Operation, da man Sie am häufigsten nutzt.

INSERT INTO

Mit dem INSERT INTO Befehl können neue Datensätze in eine Tabelle eingefügt werden. Die grundlegende Syntax sieht dabei wie folgt aus:

INSERT INTO tabellen_name (spalte1, spalte2, spalte3, ...)
VALUES (wert1, wert2, wert3);

Hier einige Beispiele für unsere Kunden-Tabelle

-- Einzelnen Datensatz hinzufügen
INSERT INTO Kunden (vorname, nachname, email, geburtstag)
VALUES ('Max', 'Mustermann', 'max@example.com', '1990-01-01');

-- Mehrere Datensätze gleichzeitig einfügen
INSERT INTO Kunden (vorname, nachname, email, geburtstag)
VALUES 
    ('John', 'Doe', 'john.doe@example.com', '1970-01-01'),
    ('Jane', 'Doe', 'jane.doe@example.com', '1980-01-01'),
    ('Maria', 'Musterfrau', 'maria@example.com', '1990-11-11');

-- Alle Spalten in der definierten Reihenfolge (nicht empfohlen !)
INSERT INTO Kunden
VALUES (NULL, 'Peter', 'Meier', '2000-01-01', CURRENT_TIMESTAMP, 'aktiv', 1000.00);

Wichtige Punkte die man beachten sollte:

Wenn nicht alle Spalten angegeben werden, werden die ausgelassenen Spalten mit den Standardwerten oder NULL befüllt
Die Reihenfolge der Spalten in der INSERT-Anweisung muss mit der Reihenfolge der Werte übereinstimmen
Für Spalten mit AUTO_INCREMENT (z.B. kunden_id) kann NULL oder 0 eingegeben werden, um den nächsten verfügbaren Wert zu benutzen
Datum- und Zeitwerte sollten im Format YYYY-MM-DD bzw YYYY-MM-DD HH:MM:SS angegeben werden

SELECT Abfragen

Der SELECT-Befehl ist der Grundstein für das Abfragen von Daten in einer Datenbank. Die grundlegende Syntax sieht wie folgt aus:

SELECT spalte1, spalte2, ...
FROM tabellen_name
[WHERE bedingung]
[ORDER BY spalte1 [ASC|DESC], ...]
[LIMIT anzahl];

Einige Beispiele mit unserer Kunden-Tabelle:

-- Alle Spalten aller Kunden abrufen
SELECT * FROM Kunden;

-- Nur bestimmte Spalten abrufen
SELECT vorname, nachname, email FROM Kunden;

-- Daten sortieren (ORDER BY spalte1 [ASC|DESC], spalte2 [ASC|DESC], ...)
SELECT * FROM Kunden ORDER BY nachname ASC, vorname DESC;

-- Begrenzte Anzahl von Ergebnissen
SELECT * FROM Kunden LIMIT 10;

WHERE-Bedingungen

Die WHERE Klausel ermöglicht es die SELECT-Abfrage zu filtern und nur bestimmte Datensätze zurückzugeben. Dabei können verschiedene Operatoren und logische Ausdrücke verwendet werden:

-- Einfache Vergleiche
SELECT * FROM Kunden WHERE geburtstag < '1990-01-01';
SELECT * FROM Kunden WHERE kundenstatus = 'aktiv';

-- Logische Operatoren
SELECT * FROM Kunden WHERE geburtstag < '1990-01-01' AND kreditlimit > 2000;
SELECT * FROM Kunden WHERE kundenstatus = 'aktiv' OR kreditlimit > 5000;

-- IN-Operator -> überprüft ob der Wert in einer Liste aus Werten ist
-- Bsp: Selektiert alle Kunden, deren kundenstatus entweder 'aktiv' oder 'inaktiv' ist
SELECT * FROM Kunden WHERE kundenstatus IN ('aktiv', 'inaktiv');

-- BETWEEN-Operator -> überprüft ob ein Datums-/Zeitwert zwischen zwei Werten ist
-- Bsp: Selektiert alle Kunden die in den 1980ern geboren wurden
SELECT * FROM Kunden WHERE geburtstag BETWEEN '1980-01-01' AND '1989-12-31';

-- NULL-Werte prüfen
SELECT * FROM Kunden WHERE geburtstag IS NULL;

-- Komplexe Bedingungen
-- Bsp: Selektiert alle Kunden, die 'aktiv' sind und ein Kreditlimit > 1000 haben 
-- ODER die inaktiv sind mit einem Kreditlimit > 5000
SELECT * FROM Kunden
WHERE (kundenstatus = 'aktiv' AND kreditlimit > 1000)
   OR (kundenstatus = 'inaktiv' AND kreditlimit > 5000);

LIKE-Operator

Der LIKE-Operator wird für Mustervergleiche in Zeichenketten verwendet. Das % ist dabei als Platzhalter zu verwenden:

-- Kunden, deren Nachname mit 'M' beginnt, zb Mustermann
SELECT * FROM Kunden WHERE nachname LIKE 'M%';

-- Kunden, deren Nachname mit 'er' endet, zb Becker, Müller
SELECT * FROM Kunden WHERE nachname LIKE '%er';

-- Kunden mit 'ei' irgendwo im Nachnamen, zb Meier, oder Schneider
SELECT * FROM Kunden WHERE nachname LIKE '%ei%';

Übungen

Übung 1: Erstelle eine neue Tabelle Benutzer in der Bibliothek-Datenbank mit den Feldern user_id (Primärschlüssel), name, adresse, geburtstag, eMail und telefonnummer.
Übung 2: Füge mindestens 10 Benutzer in die Benutzer Tabelle ein, mit verschiedenen Namen, Adressen und Geburtstagen.
Übung 3: Schreibe eine SELECT-Abfrage, die alle Benutzer zurückgibt die mindestens 18 Jahre alt sind.
Übung 4: Schreibe eine SELECT-Abfrage, die alle Benutzer zurückgibt die eine E-Mail-Adresse von Googlemail haben (...@googlemail.com oder ...@gmail.com)
Übung 5: Schreibe eine SELECT-Abfrage, die die 10 ältestens Benutzer zurückgibt.

Die Lösungen zu den Übungen findest du in unserem GitHub Repository

Fazit

In diesem Eintrag haben wir die grundlegenden SQL-Befehle und Konzepte kennengelernt, die für die Arbeit mit relationalen Datenbanksystemen unerlässlich sind. Wir haben uns angeschaut, wie man Datenbanken und Tabellen erstellt und wie man Daten einfügt und abfragt.

Die beste Art, SQL zu lernen, ist durch praktische Übung. Versuche also die Übungsaufgaben selbständig zu lösen und experimentiere selbst mit verschiedenen Abfragen. Je mehr Übung man hat, desto vertrauter wird man mit der Sprache.

Referenzen

🇩🇪 Grundlagen von Datenbanksystemen

Pascal Kleindienst — Sat, 06 Jul 2024 10:12:15 +0000

Hast du dich je gefragt, wie deine Lieblings-Apps blitzschnell auf deine Daten zugreifen? Oder wie Online-Shops Millionen von Produkten verwalten? Die Antwort liegt in der faszinierenden Welt der Datenbanken. In diesem Beitrag tauchen wir in die Grundlagen ein und schauen uns an, wie du mit MySQL, einem der beliebtesten Datenbanksysteme, loslegen kannst.

Was sind Datenbanken?

Stell dir vor, du hast eine riesige Tabelle mit allen deinen Kontakten, Terminen und Notizen. Super für dich, aber eine App wie WhatsApp müsste das für Milliarden von Nutzern tun - nicht so optimal. Hier kommen Datenbanken ins Spiel. Eine Datenbank ist eine organisierte Sammlung von Daten. Statt alles in einer endlosen Tabelle zu haben, strukturieren Datenbanken Informationen in Tabellen mit Zeilen (Datensätze) und Spalten (Eigenschaften)¹

+-------------+---------+---------------+
| Name        | Alter   | E-Mail        |
+-------------+---------+---------------+
| Anna Müller | 27      | anna@web.de   |
| John Doe    | 32      | john@mail.com |
+-------------+---------+---------------+

Der Clou? Datenbanken können diese Tabellen verknüpfen. So kannst du schnell und effizient Beziehungen zwischen Daten herstellen, ohne alles mehrfach zu speichern.

Für einen verständlichen Einstieg empfehle ich "Database Design for Mere Mortals" von Michael J. Hernandez². Er erklärt die Konzepte wirklich gut für Anfänger.

Unterschied zwischen relationalen und nicht-relationalen Datenbanken

Relationale Datenbanksysteme

Die relationalen Datenbankverwaltungssystem (Relational Database Management System, RDBMS) basieren auf einem Modell von Edgar F. Codd aus den 70ern³. Denk an sie wie an ein gut organisiertes Bücherregal, wo jedes Buch (Datensatz) einen festen Platz hat.

Bekannte Vertreter: MySQL, PostgreSQL, Oracle Database
Sprache: SQL (Structured Query Language)
Gut für: Banken, E-Commerce, alles mit stark strukturierten Daten

-- SQL in Aktion: Finde alle Kontakte mit "@web.de"
SELECT Name, eMail 
FROM Kontakte 
WHERE eMail LIKE '%@web.de';

Nicht relationale (NoSQL) Datenbanksysteme

NoSQL bedeutet "Not Only SQL". Sie entstanden, weil das Internet plötzlich mit Daten überflutet wurde, die nicht gut in Tabellen passten.

Bekannte Vertreter: MongoDB (Dokumente), Cassandra (Spalten), Redis (Key-Value)
Gut für: Social Media, Internet-of-Things (IoT), schnell ändernde Datenstrukturen

// MongoDB-Stil: Ein Kontakt und seine Notizen
{
  "name": "Anna Müller",
  "alter": 27,
  "email": "anna@web.de",
  "notizen": [
    { "datum": "2024-05-15", "text": "Meeting für Projekt X" },
    { "datum": "2024-05-20", "text": "Annas Geburtstag!" }
  ]
}

Vorteile von Datenbanksystemen

Zentrale Datenverwaltung: Alles an einem Ort, leicht zu warten und zu sichern.
Datensicherheit:
- ACID-Prinzipien (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability)
  - mehr dazu in den folgenden Einträgen 😉
- Benutzerverwaltung und Zugriffskontrolle
Effiziente Abfragen: Komplexe Daten schnell finden und analysieren.
Datenintegrität: Keine Duplikate, keine Inkonsistenzen.
Mehrere Nutzer: Gleichzeitiger Zugriff ohne Datenkonflikte.

Einführung in MySQL

MySQL ist ein beliebtes Open-Source-Datenbanksystem - schnell, zuverlässig und einfach zu benutzen.

Installation und Tools

Besuche mysql.com und lade MySQL Comunity Server herunter
Folge den Installationsanweisungen für dein Betriebssystem
Verwende Tools wie MySQL Workbench oder Tableplus (grafisch), oder die Kommandozeile

Erste Schritte mit MySQL

Als erstes öffne MySQL Workbench oder die Konsole (oder ein anderes Tool deiner Wahl) und verbinde dich mit deinem Server. In den folgenden Beispielen nutzen wir die Kommandozeile:

mysql -u root -p

Lass uns nun unsere erste Datenbank und eine Tabelle erstellen

CREATE DATABASE meinprojekt;
USE meinprojekt;

CREATE TABLE aufgaben(
  id INT PRIMARY KEY,
  titel VARCHAR(100),
  abgabe DATE
);

Sei unbesorgt, falls dir nicht ganz klar ist, was die einzelnen SQL Befehle genau machen - das schauen wir uns im nächsten Beitrag genauer an.

Fazit

Datenbanken sind das Rückgrat moderner Anwendungen. MySQL ist ein toller Einstieg in die Welt der relationalen Datenbanken. Bleib dran, in den nächsten Beiträgen tauchen wir tiefer in SQL und fortgeschrittene MySQL-Themen ein!

Übungen

Übung 1: Recherchiere und beschreibe die Unterschiede zwischen relationalen und nicht-relationalen Datenbanken. Gebe Beispiele für beide Typen und diskutiere die Vor- und Nachteile von beiden.
Übung 2: Installiere MySQL und MySQL Workbench auf deinem Computer. Erstelle eine neue Datenbank namens Bibliothek und überprüfen, ob du erfolgreich eine Verbindung herstellen kannst

Referenzen

Referenzen und weiterführende Lektüre

C.J. Date (2003), "An Introduction to Database Systems: International Edition" *
Hernandez, Michael J. (2013), "Database Design for Mere Mortals: A Hands-On Guide to Relational Database Design" *
Codd, E.F. (1970), "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks" *
Alfons Kemper und André Eickler (2015), "Datenbanksysteme: Eine Einführung (De Gruyter Studium)" *
Michael Kofler (2024), "Datenbanksysteme: Das umfassende Lehrbuch für Ausbildung, Beruf und Studium" *

Forem: Pascal Kleindienst

🇩🇪 PHP 8.4: Was ist neu?

Property Hooks

new ohne Klammern

JIT Änderungen

Neuer HTML5 Support

Neue Array Methoden: array_find

Implizite nullable Parametertypen werden abgeschafft

🇩🇪 Datenmanipulation und Abfragen mit SQL

Daten aktualisieren und löschen

UPDATE

DELETE

Sicherheitsaspekte bei Datenmanipulation

Erweiterte Abfragen

JOIN-Operationen

Tabelle: Bestellungen

Tabelle: Produkte

Tabelle: Kunden

INNER JOIN

LEFT JOIN und RIGHT JOIN

FULL OUTER JOIN

Warum sollten JOINs verwendet werden

Aggregate Funktionen

COUNT

SUM

AVG

Unterabfragen

Übungen

Fazit

Referenzen

🇩🇪 Grundlegende SQL-Befehle für Einsteiger

Einführung in SQL und Datenbanken

Was ist SQL

Datenbank und Tabellen erstellen

CREATE DATABASE

CREATE TABLE

Datentypen in MySQL

Primärschlüssel und Fremdschlüssel

Primärschlüssel (Primary Key)

Fremdschlüssel

Daten einfügen und abfragen

INSERT INTO

SELECT Abfragen

WHERE-Bedingungen

LIKE-Operator

Übungen

Fazit

Referenzen

🇩🇪 Grundlagen von Datenbanksystemen

Was sind Datenbanken?

Unterschied zwischen relationalen und nicht-relationalen Datenbanken

Relationale Datenbanksysteme

Nicht relationale (NoSQL) Datenbanksysteme

Vorteile von Datenbanksystemen

Einführung in MySQL

Installation und Tools

Erste Schritte mit MySQL

Fazit

Übungen

Referenzen

`new` ohne Klammern

Neue Array Methoden: `array_find`