1. Where

我们在上一篇中介绍了 Select 语句，接下来我们将使用 Where 子句，对数据进行筛选。

• 使用Jupyter Notebook 运行 SQL 语句需安装 ipython-sql

• %sql 以及 %%sql 为在 Notebook 中运行 SQL 语句，在 SQLite 命令行或 SQLite Stiduo 中不需要 %sql 或 %%sql

载入 SQL 以及连接 SQLite：

%load_ext sql
%sql sqlite:///DataBase/weather_stations.db

'Connected: @DataBase/weather_stations.db'

1.1 筛选记录

本文将使用 weather_stations.db 数据库，其中包含了 STATION_DATA 表。

首先查看 STATION_DATA 表中的数据：

%sql select * from station_data limit 0,10; -- 筛选前十行

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
766440	39537B	1998	10	1	72.7	1014.6	5.9	6.7	83.3	0	None	0	0	0	0	0
176010	C3C6D5	2001	5	18	55.7	None	7.3	4.3	69.1	0	None	0	0	0	0	0
125600	145150	2007	10	14	33	None	6.9	2.5	39.7	0	None	0	0	0	0	0
470160	EF616A	1967	7	29	65.6	None	9.2	1.2	72.4	0.04	None	0	0	0	0	0
821930	1F8A7B	1953	6	18	72.8	1007.1	12.4	3.6	81.3	0	None	0	0	0	0	0
478070	D028D8	1981	6	27	73.4	None	7.9	3	77	1.93	None	0	0	0	0	0
719200	C74611	1978	2	5	-4.4	962.9	14.9	13.3	1.6	0	9.8	0	0	0	0	0
477460	737090	1962	8	14	72.3	1009.6	24.1	5.1	84.5	0	None	0	0	0	0	0
598550	C5C66E	2006	10	15	72.9	None	14.2	1.7	82	0	None	0	0	0	0	0

1.2 Using WHERE on Numbers

图1 SQLite 内置比较符

假如我们只对 STATION_DATA 表中 2010 年的数据感兴趣，则使用 Where 子句是一个非常直接的方法。通过这个查询，你可以只返回 year 中只等于 2010 的记录：

%%sql
select * from station_data
where year == 2010
limit 0,3; -- 由于数据太多，我们只展示前 3 条记录

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
719160	BAB974	2010	1	22	-22.8	1014.2	None	10.2	-18.5	0	9.4	0	0	0	0	0
766870	7C0938	2010	3	22	48	871.2	4.4	1.5	50.8	0.11	None	1	1	1	1	1
134624	11CEA1	2010	2	17	46	None	3.4	2.6	46	None	None	0	0	0	0	0

同样的，你也可以使用 !< 或者 <> 来筛选信息：

%%sql
select * from station_data
where year != 2010
limit 0,3; -- 由于数据太多，我们只展示前 3 条记录

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
766440	39537B	1998	10	1	72.7	1014.6	5.9	6.7	83.3	0	None	0	0	0	0	0
176010	C3C6D5	2001	5	18	55.7	None	7.3	4.3	69.1	0	None	0	0	0	0	0

我们也可以使用 between 条件来筛选范围：

%%sql
select * from station_data
where year between 2005 and 2010
limit 0,3; -- 由于数据太多，我们只展示前 3 条记录

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
125600	145150	2007	10	14	33	None	6.9	2.5	39.7	0	None	0	0	0	0	0
598550	C5C66E	2006	10	15	72.9	None	14.2	1.7	82	0	None	0	0	0	0	0
941830	229317	2007	4	19	66.5	994.9	None	4	76.3	0	None	0	0	0	0	0

1.3 逻辑判断

图2 SQLite 内置逻辑判断符

一个 between 条件相当于表达了大于等于和小于等于，即 and 条件：

%%sql
select * from station_data
where year >=2005 and year <=2010
limit 0,3; -- 由于数据太多，我们只展示前 3 条记录

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
125600	145150	2007	10	14	33	None	6.9	2.5	39.7	0	None	0	0	0	0	0
598550	C5C66E	2006	10	15	72.9	None	14.2	1.7	82	0	None	0	0	0	0	0
941830	229317	2007	4	19	66.5	994.9	None	4	76.3	0	None	0	0	0	0	0

也可以通过 or 条件筛选记录：

%%sql
select * from station_data
where Month==3
or Month==6
or Month==9
or Month==12
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
821930	1F8A7B	1953	6	18	72.8	1007.1	12.4	3.6	81.3	0	None	0	0	0	0	0
478070	D028D8	1981	6	27	73.4	None	7.9	3	77	1.93	None	0	0	0	0	0

这看起来有点麻烦，我们可以使用 in 来同样筛选记录：

%%sql
select * from station_data
where Month in (3,6,9,12)
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
821930	1F8A7B	1953	6	18	72.8	1007.1	12.4	3.6	81.3	0	None	0	0	0	0	0
478070	D028D8	1981	6	27	73.4	None	7.9	3	77	1.93	None	0	0	0	0	0

或者这样写：

%%sql
select * from station_data
where Month % 3 == 0
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
821930	1F8A7B	1953	6	18	72.8	1007.1	12.4	3.6	81.3	0	None	0	0	0	0	0
478070	D028D8	1981	6	27	73.4	None	7.9	3	77	1.93	None	0	0	0	0	0

如果你不想要 3，6，9，12 月份的数据，你可以使用 not in：

%%sql
select * from station_data
where Month not in (3,6,9,12)
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
766440	39537B	1998	10	1	72.7	1014.6	5.9	6.7	83.3	0	None	0	0	0	0	0
176010	C3C6D5	2001	5	18	55.7	None	7.3	4.3	69.1	0	None	0	0	0	0	0
125600	145150	2007	10	14	33	None	6.9	2.5	39.7	0	None	0	0	0	0	0

1.4 Using WHERE on Text

图2 SQLite 内置文字函数

我们已经举了几个将 where 用于数字字段的例子，对于文字字段，方法也是大同小异的，同样可以使用 =, AND, OR 和 IN 。不同的是，对于文字，需要使用单引号：

%%sql
select * from station_data
where report_code == '513A63';

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
702223	513A63	2010	1	22	-23.1	None	10	0.8	-15.6	0	None	0	0	0	0	0

注意 report_code 的格式是 text（而不是number），我们需要加上单引号 ‘513A63’ ，如果没有单引号，SQL将会误认为 513A63 是一列而不是一个值，这将会造成错误。

单引号适用于所有的文字操作，包括 IN 操作：

%%sql
select * from station_data
where report_code in ('513A63', '1F8A7B', 'EF616A')
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
470160	EF616A	1967	7	29	65.6	None	9.2	1.2	72.4	0.04	None	0	0	0	0	0
821930	1F8A7B	1953	6	18	72.8	1007.1	12.4	3.6	81.3	0	None	0	0	0	0	0
702223	513A63	2010	1	22	-23.1	None	10	0.8	-15.6	0	None	0	0	0	0	0

在使用 Where 和 Select 时，还有一些很有用的文字操作和函数，比如 length() 函数可以计算长度，来返回 report_code 不等于 6 的记录：

%%sql
select * from station_data
where length(report_code) != 6;

另一个常见的操作符为一个通配符加上一个 like 表达，% 为任意长度的字符、_ 为任意单字符。如果你想要找到 report_code 中以 “A” 开头的记录，可以使用 ‘A%’：

%%sql
select * from station_data
where report_code like 'A%'
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
484750	A38C90	1988	6	24	72.6	None	8.7	3.1	87.5	0	None	0	0	0	0	0
985310	A79DEC	2007	7	31	77.6	None	11.8	3.4	82.5	0	None	0	0	0	0	0
724505	A49553	2005	4	28	42.7	None	6.8	11.2	55.4	0.42	None	0	0	0	0	0

如果你想要寻找以 “B” 开头并且第三个字母是 “C” 的记录，你可以使用下划线（_）来作为第二个位置：

%%sql
select * from station_data
where report_code like 'B_C%'
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
999999	B6C2DE	1966	2	8	38.8	992.9	15.2	5.5	52.5	0	None	0	0	0	0	0
60110	B8CB27	1997	1	20	41.7	1008.3	13.1	19.1	44.7	0.04	None	0	0	0	0	0
64080	BECB51	1982	8	8	59	None	2.5	11	65.5	0	None	0	0	0	0	0

1.5 Using Where on Booleans

布尔值是 true 或 false 值。在某些数据库中，使用 1、0 来代替 true 和 false，还有一些数据库（如MySQL）允许你直接使用 true 和 false，比如：

%%sql
select * from station_data
where tornado == true and hail == true
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
724320	207979	1988	3	4	33.1	999.4	3.1	9.3	35.1	0.23	None	1	1	1	1	1
743920	2ABE7D	1996	5	21	57.6	None	5.8	7.5	70	0	None	1	1	1	1	1

SQLite 之前好像不支持直接使用 true 和 false ，只能使用 1 和 0，但经测试现在也可以了

在 SQLite 中也可以使用这种形式：

%%sql
select * from station_data
where tornado == 1 and hail == 1
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
724320	207979	1988	3	4	33.1	999.4	3.1	9.3	35.1	0.23	None	1	1	1	1	1
743920	2ABE7D	1996	5	21	57.6	None	5.8	7.5	70	0	None	1	1	1	1	1

如果你正在查找为 true 的值，你甚至可以不使用 == 1 的表达，因为它的格式已经是布尔值了，因此你也可以这样写：

%%sql
select * from station_data
where tornado and hail
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
724320	207979	1988	3	4	33.1	999.4	3.1	9.3	35.1	0.23	None	1	1	1	1	1
743920	2ABE7D	1996	5	21	57.6	None	5.8	7.5	70	0	None	1	1	1	1	1

同样，对于 false 也有两种表达：

%%sql
select * from station_data
where tornado == 0 and hail == 1;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado

%%sql
select * from station_data
where not tornado and hail;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado

1.6 处理缺失值

你可能发现了某一些列包含了缺失值（null values），比如 station_pressure 和 snow_depth。Null 无法使用 == 来查找，你需要使用 IS NULL 或 IS NOT NULL 来浮现缺失值。因此，为了到所有没有 snow_depth 数据的记录，你可以使用以下查询：

%%sql
select * from station_data
where snow_depth IS NULL
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
766440	39537B	1998	10	1	72.7	1014.6	5.9	6.7	83.3	0	None	0	0	0	0	0
176010	C3C6D5	2001	5	18	55.7	None	7.3	4.3	69.1	0	None	0	0	0	0	0

如果你想要将缺失值替换为一个确切的值，你可以使用 coalesce() 函数，如将降雨量为缺失值的数据替换为 0 ，同时筛选其中小于等于 0 的数据：

%%sql
select * from station_data
where coalesce(precipitation, 0) <= 0.5
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

station_number	report_code	year	month	day	dew_point	station_pressure	visibility	wind_speed	temperature	precipitation	snow_depth	fog	rain	hail	thunder	tornado
143080	34DDA7	2002	12	21	33.8	987.4	3.4	0.2	36	0	None	1	1	1	1	1
766440	39537B	1998	10	1	72.7	1014.6	5.9	6.7	83.3	0	None	0	0	0	0	0
176010	C3C6D5	2001	5	18	55.7	None	7.3	4.3	69.1	0	None	0	0	0	0	0

coalesce() 函数不仅可以用于 where 子句中， 还可以用于 select 语句中，如：

%%sql
select report_code, coalesce(precipitation, 0) as rainfall
from station_data
limit 0,3;

 * sqlite:///DataBase/weather_stations.db
Done.

report_code	rainfall
34DDA7	0
39537B	0
C3C6D5	0

参考资料

[1] Thomas Nield.Getting Started with SQL[M].US: O’Reilly, 2016: 29-37

相关文章：

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