cwiczenia 3. Stosy, proste zapytania JPS

(1)

(2)

JPS

Stosy, proste zapytania cwiczenia 3.

Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych

(3)

Baza danych używana w przykładach

(4)

Baza danych używana w przykładach

<i0, entry, {i1, i2, i3, i4, i5, i26}>

<i1, emp, {i15, i16, i17, i29}>

<i16, ename, "Dudek">

<i17, works_in, i5>

<i15, job, "Clerk">

<i2, emp, {i18, i19, i20, i21}>

<i21, ename, "Nowak">

<i18, salary, 3500>

<i19, works_in, i4>

<i20, job, "Programmer">

<i3, emp, {i10, i11, i12, i13}>

<i12, ename, "Kowal">

<i10, salary, 3500>

<i13, works_in, i4>

<i11, job, "Programmer">

<i4, dept, {i6, i7, i8, i9}>

<i7, dname, "R&D">

<i9, employs, i2>

<i8, employs, i3>

<i6, loc, "Warsaw">

<i5, dept, {i22, i23, i24}>

<i24, dname, "Sales">

<i23, loc, "Kraków">

<i22, employs, i1>

<i26, dept, {i27, i28}>

<i27, loc, "Pozna!">

<i28, dname, "Accounting">

<i29, works_in, i26>

(5)

Co to jest zapytanie?

(6)

• dowolny literał, np. 5, 3.5, “Ala ma kota”

(7)

• dowolna nazwa, np. emp, sal

(8)

• dowolna nazwa, np. emp, sal

• jedno lub dwa zapytania połączone z jakimś operatorem

(9)

Ważniejsze operatory w SBQL

(10)

• operatory algebraiczne (makroskopowe i nie makroskopowe)

• +, -, /, *, %, etc.

• >, <, >=, <=, !=, etc.

• ^{or, and}

• union, intersect, minus, in

• min(), max(), avg(), count(), bag(), sequence()

• as, group as

• ^,

(11)

• operatory algebraiczne (makroskopowe i nie makroskopowe)

• +, -, /, *, %, etc.

• >, <, >=, <=, !=, etc.

• ^{or, and}

• union, intersect, minus, in

• min(), max(), avg(), count(), bag(), sequence()

• as, group as

• ^,

• operatory niealgebraiczne (makroskopowe)

• ^where

• ^.

• ^join

• ^{order by}

• ^{for all}

(12)

Rodzaje rezultatów w SBQL

(13)

Rodzaje rezultatów w SBQL

• wartość atomowa

np. 5, 3.5, “Ala ma kota”, true

• ^referencja

np. i0

• ^struktura

np. struct(1, 2, 3, 4)

• ^bag

np. bag(1, 2, i0, “blabla”)

• ^sekwencja

np. sequence(1, 2, 3, 4, 5)

• ^binder

np. imie(i0), x(bag(1, 2, 3))

(14)

Stos rezultatów (QRES)

(15)

• Służy do tymczasowego przechowywania rezultatów zapytań

(16)

• Składa się z elementów będących rezultatami zapytań

(17)

• Operacja push umieszcza nowy element na szczycie stosu

(18)

• Operacja pop usuwa element ze szczytu stosu

(19)

Przykład stosu QRES 5

(20)

7.5

(21)

“Ala ma kota”

7.5

(22)

7.5

(23)

Proste zapytanie bez nazwy

(24)

1 + 2 * 3 - 4

(25)

1 + 2 * 3 - 4

Jeśli w zapytaniu nie ma nazw,

to do ewaluacji wystarczy stos QRES

(26)

2

1 + 2 * 3 - 4

(27)

2 3

1 + 2 * 3 - 4

(28)

2 3

*

1 + 2 * 3 - 4

(29)

1

2 3

*

1 + 2 * 3 - 4

(30)

1

2 3

* +

1 + 2 * 3 - 4

(31)

1

2 3

4

* +

1 + 2 * 3 - 4

(32)

1

2 3

4

* +

-

1 + 2 * 3 - 4

(33)

tree_walk(node) { if (node is leaf)

// wstaw wartość na QRES else if (node is operator) { tree_walk(node.left);

tree_walk(node.right);

// pobierz element(y) (zależy od operatora) z QRES // wykonaj operację związaną z operatorem

// odłóż wynik na QRES }

1

2 3

4

* +

-

1 + 2 * 3 - 4

(34)

1

2 3

4

* +

-

1

1 + 2 * 3 - 4

(35)

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

1 + 2 * 3 - 4

(36)

3 2 1

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

1 + 2 * 3 - 4

(37)

3 2 1

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

6 1

1 + 2 * 3 - 4

(38)

3 2 1

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

6

1 7

1 + 2 * 3 - 4

(39)

3 2 1

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

6

1 7

4 7

1 + 2 * 3 - 4

(40)

3 2 1

1

2 3

4

* +

-

1

2 1

6

1 7

4

7 3

1 + 2 * 3 - 4

(41)

Stos środowiskowy (ENVS)

(42)

• Służy do zamieniania nazw występujących w tekscie programu na konkretne byty programistyczne (wiązanie nazw)

(43)

• Składa się z sekcji, a każda sekcja składa się z binderów

(44)

• Pierwsza sekcja (sekcja bazowa) inicjalizowana jest automatycznie zawartością bazy danych).

Trafiają do niej bindery do obiektów korzeniowych bazy danych

(45)

• Operacja push umieszcza nową sekcję na szczycie stosu

(46)

• Operacje pop usuwa sekcję ze szczytu stosu

(47)

• Operacja bind dokonuje wiązania nazw

(48)

• Operacja push zazwyczaj wywoływana jest razem z operacją nested

(49)

emp(i1), emp(i2), emp(i3), dept(i4), dept(i5), dept(i26)

Przykład stosu ENVS

(50)

ename(i16), works_in(i17), job(i15), works_in(i29)

(51)

dept(i5)

(52)

employs(i22), loc(i23), dname(i24)

dept(i5)

(53)

Wiązanie nazw

(54)

Wiązanie nazw

Operacja bind pobiera jako argument nazwę, a następnie przechodzi ENVS od góry w dół poszukując tej nazwy. Przeszukiwanie przerywane jest w pierwszej sekcji, w której nazwa zostanie znaleziona.

(55)

Wiązanie nazw

dept(i5)

Kolejność przeszukiwania

(56)

Wiązanie nazw

Przykłady:

bind(”emp”) = bag(i1, i2, i3) bind(”dept”) = bag(i5)

bind(”works_in”) = bag(i17, i29) bind(”loc”) = bag(i23)

dept(i5)

Kolejność przeszukiwania

(57)

Proste zapytanie z nazwą

(58)

emp

(59)

emp

Ewaluacja elementarnych zapytań będących nazwami polega na wywołaniu operacji bind

(60)

emp

Zatem jeśli w dowolnym zapytaniu występuje nazwa, to do ewaluacji potrzebny jest stos QRES i stos ENVS

(61)

emp(i1), emp(i2), emp(i3), eept(i4), dept(i5), dept(i26)

Inicjalizujemy ENVS i QRES.

ENVS z binderami obiektów korzeniowych. QRES pusty.

emp

(62)

emp

Wyliczamy bind(”Emp”).

Wynik na QRES. ENVS pozostaje bez zmian.

emp(i1), emp(i2), emp(i3), dept(i4),

dept(i5), dept(i26) bag(i1, i2, i3)

(63)

emp

Wyliczamy bind(”Emp”).

Inne zapytania nie są już takie proste ...

(64)

Wyznaczanie wnętrza obiektów

(65)

Operacja nested pobiera jako argument rezultat zapytania.

W zależności od rodzaju argumentu wynikiem jest:

(66)

• Dla wartości atomowej: pusty zbiór

• Dla referencji do obiektu prostego: pusty zbiór

• Dla referencji do obiektu złożonego:

zbiór zawierający bindery z nazwami

identyfikatorami podobiektów tego obiektu

• Dla referencji do obiektu referencyjnego:

zbiór zawierający binder z nazwą

i identyfikatorem obiektu wskazywanego

• Dla bindera: ten sam binder

• Dla struktury: suma operacji nested wszystkich elementów struktury

• Dla pozostałych rezultatów: pusty zbiór

(67)

• Dla wartości atomowej: pusty zbiór

• Dla referencji do obiektu prostego: pusty zbiór

• Dla referencji do obiektu złożonego:

zbiór zawierający bindery z nazwami

identyfikatorami podobiektów tego obiektu

• Dla referencji do obiektu referencyjnego:

zbiór zawierający binder z nazwą

i identyfikatorem obiektu wskazywanego

• Dla bindera: ten sam binder

• Dla struktury: suma operacji nested wszystkich elementów struktury

• Dla pozostałych rezultatów: pusty zbiór

nested(5) = { }

nested(i4) = { loc(i6), dname(i7), employs(i8), employs(i9) } nested(i8) = { emp(i3) }

nested(struct(i26, i29)) = { loc(i27), dname(i28), dept(i26) }

(68)

Operator .

(69)

Operator .

q1.q2

q1 q2 .

(70)

Operator .

• Zainicjalizować dotres = bag()

• Wykonać eval(q1) i zrobić q1res = QRES.POP()

• Dla każdego elementu x q1res wykonać:

• Utworzyć nową sekcję na ENVS

• Wykonać nested(x). Wynik wprowadzić do sekcji utworzonej w poprzednim kroku

• Dodać q2res do dotres (dotres q2res)

• Zamknąć sekcję ENVS

• Zrobić QRES.PUSH(dotres)

q1.q2

q1 q2 .

(71)

Przykład

(72)

Przykład

emp.ename

Zapytanie powinno nam zwrócić referencje do wszystkich nazwisk pracowników emp ename .

(73)

Przykład

emp.ename

(74)

Przykład

Wyliczamy bind(”emp”).

emp.ename

(75)

Przykład

emp.ename

Robimy QRES.POP().

ENVS pozostaje bez zmian. QRES pusty. emp(i1), emp(i2), emp(i3), dept(i4), dept(i5), dept(i26)

(76)

Przykład

emp.ename

Robimy QRES.POP().

Robimy nested(i1).

ENVS dostaje nową sekcję. QRES bez zmian.

(77)

Przykład

emp.ename

Robimy QRES.POP().

Robimy nested(i1).

Wyliczamy bind(”ename”).

Wynik wrzucamy na QRES.

dept(i5), dept(i26) bag(i16)

(78)

(79)

Usuwamy sekcję z ENVS i wartość z QRES.

Wartość z QRES trafia do resdot, więc resdot = bag{i16}.

(80)

salary(i18), works_in(i19), job(i20), ename(i21)

Robimy nested(i2).

(81)

Robimy nested(i2).

Wynik wrzucamy na QRES. ^bag(i21)

(82)

Robimy nested(i2).

Wartość z QRES do resdot, więc resdot = bag{i16, i21}.

(83)

Robimy nested(i2).

salary(i10), job(i11), ename(i12), works_in(i13)

Robimy nested(i3).

(84)

Robimy nested(i2).

Robimy nested(i3).

(85)

(86)

Wartość z QRES do resdot, resdot = bag{i16, i21, i12}.

emp(i1), emp(i2), emp(i3), dept (i4), dept(i5), dept(i26)

(87)

Wrzucamy resdot na QRES.

Koniec wykonywania zapytania.

bag(i16, i21, i12)

(88)

Wrzucamy resdot na QRES.

Koniec wykonywania zapytania.

bag(i16, i21, i12)

W ten sposób mamy nazwiska wszystkich pracowników

(89)

Operator where

(90)

Operator where

q1 where q2

q1 q2 where

(91)

Operator where

• Zainicjalizować whereres = bag()

• Jeśli q2res == true, wtedy dodać x do whereres

• Zrobić QRES.PUSH(whereres)

q1 where q2

q1 q2 where

(92)

Operator where

• Zainicjalizować whereres = bag()

• Jeśli q2res == true, wtedy dodać x do whereres

• Zrobić QRES.PUSH(whereres)

q1 where q2

q1 q2 where

Reszta podobnie jak w przypadku operatora . ...

(93)

(94)

Ć w i c z e n i a