# PostgreSQL 使用文档

## 目录

1. [安装 PostgreSQL](#一安装-postgresql)
2. [基本操作](#二基本操作)
3. [数据库操作](#三数据库操作)
4. [表操作](#四表操作)
5. [数据操作（CRUD）](#五数据操作crud)
6. [索引操作](#六索引操作)
7. [高级查询](#七高级查询)
8. [事务管理](#八事务管理)
9. [常用函数](#九常用函数)
10. [实用技巧](#十实用技巧)

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## 一、安装 PostgreSQL

### 1.1 macOS 安装

#### 方法一：使用 Homebrew（推荐）

```bash
# 安装 Homebrew（如果还没有）
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

# 安装 PostgreSQL
brew install postgresql@15

# 启动 PostgreSQL 服务
brew services start postgresql@15

# 或者手动启动
pg_ctl -D /usr/local/var/postgresql@15 start
```

#### 方法二：使用 Postgres.app（图形化工具）

1. 访问 https://postgresapp.com/
2. 下载并安装 Postgres.app
3. 打开应用，点击 "Initialize" 初始化数据库

#### 方法三：使用官方安装包

1. 访问 https://www.postgresql.org/download/macosx/
2. 下载官方安装包
3. 按照安装向导完成安装

### 1.2 Linux 安装

#### Ubuntu/Debian

```bash
# 更新包列表
sudo apt update

# 安装 PostgreSQL
sudo apt install postgresql postgresql-contrib

# 启动服务
sudo systemctl start postgresql

# 设置开机自启
sudo systemctl enable postgresql

# 查看服务状态
sudo systemctl status postgresql
```

#### CentOS/RHEL/Fedora

```bash
# CentOS/RHEL 7+
sudo yum install postgresql-server postgresql-contrib

# 或者使用 dnf (Fedora/CentOS 8+)
sudo dnf install postgresql-server postgresql-contrib

# 初始化数据库
sudo postgresql-setup --initdb

# 启动服务
sudo systemctl start postgresql
sudo systemctl enable postgresql
```

#### Arch Linux

```bash
# 安装
sudo pacman -S postgresql

# 初始化数据库
sudo -u postgres initdb -D /var/lib/postgres/data

# 启动服务
sudo systemctl start postgresql
sudo systemctl enable postgresql
```

### 1.3 验证安装

```bash
# 检查 PostgreSQL 版本
psql --version

# 或者
postgres --version

# 检查服务状态（Linux）
sudo systemctl status postgresql
```

### 1.4 初始配置

#### 设置 postgres 用户密码

```bash
# 切换到 postgres 用户（Linux）
sudo -u postgres psql

# 或者直接连接（macOS）
psql -U postgres

# 在 psql 中设置密码
ALTER USER postgres PASSWORD 'your_password';
```

#### 创建新用户和数据库

```bash
# 使用 postgres 用户登录
psql -U postgres

# 创建新用户
CREATE USER myuser WITH PASSWORD 'mypassword';

# 创建数据库
CREATE DATABASE mydb OWNER myuser;

# 授予权限
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE mydb TO myuser;

# 退出
\q
```

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## 二、基本操作

### 2.1 连接数据库

```bash
# 使用默认用户连接默认数据库
psql

# 指定用户和数据库
psql -U username -d database_name

# 指定主机和端口
psql -h localhost -p 5432 -U username -d database_name

# 使用连接字符串
psql postgresql://username:password@localhost:5432/database_name
```

### 2.2 psql 常用命令

```sql
-- 查看所有数据库
\l
-- 或者
\list

-- 连接到指定数据库
\c database_name
-- 或者
\connect database_name

-- 查看当前数据库
SELECT current_database();

-- 查看所有表
\dt

-- 查看表结构
\d table_name

-- 查看表详细信息（包括索引、约束等）
\d+ table_name

-- 查看所有用户
\du

-- 查看当前用户
SELECT current_user;

-- 查看帮助
\?
-- 查看 SQL 命令帮助
\h
-- 查看特定命令帮助
\h SELECT

-- 退出 psql
\q
-- 或者
exit

-- 清屏
\! clear  -- Linux
\! cls    -- Windows

-- 执行外部 SQL 文件
\i /path/to/file.sql

-- 将查询结果导出到文件
\o /path/to/output.txt
SELECT * FROM users;
\o

-- 显示执行时间
\timing

-- 显示查询结果（表格格式）
\x  -- 切换显示模式（横向/纵向）

-- 查看命令历史
\s

-- 保存命令历史到文件
\s /path/to/history.sql
```

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## 三、数据库操作

### 3.1 创建数据库

```sql
-- 基本语法
CREATE DATABASE database_name;

-- 指定所有者
CREATE DATABASE database_name OWNER username;

-- 指定编码
CREATE DATABASE database_name 
    WITH ENCODING 'UTF8';

-- 完整示例
CREATE DATABASE vestmind
    OWNER myuser
    ENCODING 'UTF8'
    LC_COLLATE 'zh_CN.UTF-8'
    LC_CTYPE 'zh_CN.UTF-8'
    TEMPLATE template0;
```

### 3.2 查看数据库

```sql
-- 查看所有数据库
SELECT datname FROM pg_database;

-- 查看数据库详细信息
\l
-- 或者
\list

-- 查看当前数据库
SELECT current_database();
```

### 3.3 删除数据库

```sql
-- 删除数据库（需要先断开所有连接）
DROP DATABASE database_name;

-- 强制删除（终止所有连接）
-- 首先终止所有连接
SELECT pg_terminate_backend(pid)
FROM pg_stat_activity
WHERE datname = 'database_name';

-- 然后删除
DROP DATABASE database_name;
```

### 3.4 修改数据库

```sql
-- 重命名数据库
ALTER DATABASE old_name RENAME TO new_name;

-- 修改所有者
ALTER DATABASE database_name OWNER TO new_owner;

-- 修改连接限制
ALTER DATABASE database_name WITH CONNECTION LIMIT 10;
```

### 3.5 备份和恢复

```bash
# 备份数据库
pg_dump -U username -d database_name > backup.sql

# 备份为自定义格式（压缩）
pg_dump -U username -d database_name -F c -f backup.dump

# 备份所有数据库
pg_dumpall -U username > all_databases.sql

# 恢复数据库
psql -U username -d database_name < backup.sql

# 恢复自定义格式备份
pg_restore -U username -d database_name backup.dump

# 只恢复表结构
pg_dump -U username -d database_name -s > schema_only.sql

# 只恢复数据
pg_dump -U username -d database_name -a > data_only.sql
```

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## 四、表操作

### 4.1 创建表

#### 基本语法

```sql
CREATE TABLE table_name (
    column1 datatype constraint,
    column2 datatype constraint,
    ...
);
```

#### 数据类型

**数值类型：**
```sql
SMALLINT      -- 2字节，-32768 到 32767
INTEGER       -- 4字节，-2147483648 到 2147483647
BIGINT        -- 8字节，大整数
DECIMAL(p,s)  -- 精确数值，p=精度，s=小数位数
NUMERIC(p,s)  -- 同 DECIMAL
REAL          -- 4字节，单精度浮点数
DOUBLE PRECISION -- 8字节，双精度浮点数
SERIAL        -- 自增整数（1 到 2147483647）
BIGSERIAL     -- 大自增整数
```

**字符串类型：**
```sql
VARCHAR(n)    -- 可变长度字符串，最大n字符
CHAR(n)       -- 固定长度字符串，n字符
TEXT          -- 无限长度字符串
```

**日期时间类型：**
```sql
DATE          -- 日期（年-月-日）
TIME          -- 时间（时:分:秒）
TIMESTAMP     -- 日期和时间
TIMESTAMPTZ   -- 带时区的时间戳
INTERVAL      -- 时间间隔
```

**布尔类型：**
```sql
BOOLEAN       -- true/false
```

**JSON 类型：**
```sql
JSON          -- JSON 数据
JSONB         -- 二进制 JSON（推荐，性能更好）
```

#### 约束

```sql
-- 主键约束
id INTEGER PRIMARY KEY
-- 或者
id INTEGER,
PRIMARY KEY (id)

-- 外键约束
user_id INTEGER REFERENCES users(id)
-- 或者
user_id INTEGER,
FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id)

-- 唯一约束
email VARCHAR(100) UNIQUE
-- 或者
email VARCHAR(100),
UNIQUE (email)

-- 非空约束
name VARCHAR(50) NOT NULL

-- 检查约束
age INTEGER CHECK (age > 0 AND age < 150)

-- 默认值
created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP

-- 自增（使用 SERIAL）
id SERIAL PRIMARY KEY
```

#### 完整示例

```sql
-- 创建用户表
CREATE TABLE users (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    phone VARCHAR(20) UNIQUE,
    password_hash VARCHAR(255) NOT NULL,
    nickname VARCHAR(50),
    avatar_url VARCHAR(255),
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'active',
    created_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    last_login_at TIMESTAMP,
    CHECK (status IN ('active', 'inactive', 'deleted'))
);

-- 创建账户表
CREATE TABLE accounts (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    user_id BIGINT NOT NULL REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    type VARCHAR(20) NOT NULL,
    currency VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT 'CNY',
    description TEXT,
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'active',
    created_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    CHECK (type IN ('stock', 'fund', 'cash', 'mixed')),
    CHECK (status IN ('active', 'archived', 'deleted'))
);

-- 创建持仓表
CREATE TABLE positions (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    account_id BIGINT NOT NULL REFERENCES accounts(id) ON DELETE CASCADE,
    symbol VARCHAR(20) NOT NULL,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    market VARCHAR(20) NOT NULL,
    shares DECIMAL(18, 4) NOT NULL DEFAULT 0,
    cost_price DECIMAL(18, 4) NOT NULL,
    current_price DECIMAL(18, 4),
    currency VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT 'CNY',
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'active',
    created_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    UNIQUE(account_id, symbol, market),
    CHECK (shares >= 0),
    CHECK (status IN ('active', 'suspended', 'delisted'))
);
```

### 4.2 查看表

```sql
-- 查看所有表
\dt

-- 查看表结构
\d table_name

-- 查看表详细信息
\d+ table_name

-- 查看表的所有列
SELECT column_name, data_type, is_nullable, column_default
FROM information_schema.columns
WHERE table_name = 'users';

-- 查看表的约束
SELECT constraint_name, constraint_type
FROM information_schema.table_constraints
WHERE table_name = 'users';
```

### 4.3 修改表

```sql
-- 添加列
ALTER TABLE table_name 
ADD COLUMN column_name datatype;

-- 示例
ALTER TABLE users 
ADD COLUMN age INTEGER;

-- 删除列
ALTER TABLE table_name 
DROP COLUMN column_name;

-- 修改列类型
ALTER TABLE table_name 
ALTER COLUMN column_name TYPE new_datatype;

-- 示例
ALTER TABLE users 
ALTER COLUMN age TYPE SMALLINT;

-- 重命名列
ALTER TABLE table_name 
RENAME COLUMN old_name TO new_name;

-- 添加约束
ALTER TABLE table_name 
ADD CONSTRAINT constraint_name constraint_definition;

-- 示例：添加外键
ALTER TABLE accounts 
ADD CONSTRAINT fk_user 
FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id);

-- 删除约束
ALTER TABLE table_name 
DROP CONSTRAINT constraint_name;

-- 重命名表
ALTER TABLE old_table_name 
RENAME TO new_table_name;

-- 设置列的默认值
ALTER TABLE table_name 
ALTER COLUMN column_name SET DEFAULT default_value;

-- 删除列的默认值
ALTER TABLE table_name 
ALTER COLUMN column_name DROP DEFAULT;

-- 设置列非空
ALTER TABLE table_name 
ALTER COLUMN column_name SET NOT NULL;

-- 取消列非空
ALTER TABLE table_name 
ALTER COLUMN column_name DROP NOT NULL;
```

### 4.4 删除表

```sql
-- 删除表
DROP TABLE table_name;

-- 删除表（如果存在）
DROP TABLE IF EXISTS table_name;

-- 级联删除（删除表及其依赖对象）
DROP TABLE table_name CASCADE;

-- 清空表数据（保留表结构）
TRUNCATE TABLE table_name;

-- 清空表数据并重置自增序列
TRUNCATE TABLE table_name RESTART IDENTITY;
```

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## 五、数据操作（CRUD）

### 5.1 插入数据（INSERT）

#### 基本语法

```sql
-- 插入单行数据
INSERT INTO table_name (column1, column2, ...)
VALUES (value1, value2, ...);

-- 插入多行数据
INSERT INTO table_name (column1, column2, ...)
VALUES 
    (value1, value2, ...),
    (value3, value4, ...),
    (value5, value6, ...);

-- 插入所有列（按表定义顺序）
INSERT INTO table_name
VALUES (value1, value2, ...);

-- 从查询结果插入
INSERT INTO table_name (column1, column2, ...)
SELECT column1, column2, ...
FROM other_table
WHERE condition;
```

#### 示例

```sql
-- 插入用户
INSERT INTO users (username, email, password_hash, nickname)
VALUES ('john_doe', 'john@example.com', 'hashed_password', 'John');

-- 插入多用户
INSERT INTO users (username, email, password_hash, nickname)
VALUES 
    ('alice', 'alice@example.com', 'hash1', 'Alice'),
    ('bob', 'bob@example.com', 'hash2', 'Bob'),
    ('charlie', 'charlie@example.com', 'hash3', 'Charlie');

-- 使用 RETURNING 返回插入的数据
INSERT INTO users (username, email, password_hash)
VALUES ('david', 'david@example.com', 'hash4')
RETURNING id, username, created_at;

-- 插入时处理冲突（ON CONFLICT）
INSERT INTO users (username, email, password_hash)
VALUES ('john_doe', 'john@example.com', 'new_hash')
ON CONFLICT (username) 
DO UPDATE SET 
    email = EXCLUDED.email,
    password_hash = EXCLUDED.password_hash,
    updated_at = CURRENT_TIMESTAMP;
```

### 5.2 查询数据（SELECT）

#### 基本语法

```sql
-- 查询所有列
SELECT * FROM table_name;

-- 查询指定列
SELECT column1, column2, ... FROM table_name;

-- 条件查询
SELECT * FROM table_name WHERE condition;

-- 排序
SELECT * FROM table_name ORDER BY column_name ASC/DESC;

-- 限制结果数量
SELECT * FROM table_name LIMIT number;

-- 跳过结果
SELECT * FROM table_name OFFSET number;

-- 组合使用
SELECT * FROM table_name 
WHERE condition 
ORDER BY column_name DESC 
LIMIT 10 OFFSET 20;
```

#### 示例

```sql
-- 查询所有用户
SELECT * FROM users;

-- 查询指定列
SELECT id, username, email, created_at FROM users;

-- 条件查询
SELECT * FROM users WHERE status = 'active';

-- 多条件查询
SELECT * FROM users 
WHERE status = 'active' AND created_at > '2024-01-01';

-- 模糊查询
SELECT * FROM users WHERE username LIKE 'john%';

-- IN 查询
SELECT * FROM users WHERE id IN (1, 2, 3, 4, 5);

-- BETWEEN 查询
SELECT * FROM users 
WHERE created_at BETWEEN '2024-01-01' AND '2024-12-31';

-- 排序
SELECT * FROM users ORDER BY created_at DESC;

-- 多列排序
SELECT * FROM users 
ORDER BY status ASC, created_at DESC;

-- 限制数量
SELECT * FROM users LIMIT 10;

-- 分页查询
SELECT * FROM users 
ORDER BY id 
LIMIT 10 OFFSET 0;  -- 第1页
SELECT * FROM users 
ORDER BY id 
LIMIT 10 OFFSET 10; -- 第2页

-- 去重
SELECT DISTINCT status FROM users;

-- 聚合函数
SELECT 
    COUNT(*) as total_users,
    COUNT(DISTINCT status) as status_count,
    MAX(created_at) as latest_user,
    MIN(created_at) as earliest_user
FROM users;

-- 分组查询
SELECT status, COUNT(*) as count
FROM users
GROUP BY status;

-- HAVING 子句
SELECT status, COUNT(*) as count
FROM users
GROUP BY status
HAVING COUNT(*) > 10;
```

### 5.3 更新数据（UPDATE）

#### 基本语法

```sql
UPDATE table_name
SET column1 = value1, column2 = value2, ...
WHERE condition;
```

#### 示例

```sql
-- 更新单列
UPDATE users 
SET nickname = 'Johnny' 
WHERE id = 1;

-- 更新多列
UPDATE users 
SET 
    nickname = 'Johnny',
    email = 'newemail@example.com',
    updated_at = CURRENT_TIMESTAMP
WHERE id = 1;

-- 使用表达式更新
UPDATE positions 
SET current_price = current_price * 1.1
WHERE symbol = '600519';

-- 基于子查询更新
UPDATE accounts 
SET status = 'archived'
WHERE user_id IN (
    SELECT id FROM users WHERE status = 'deleted'
);

-- 更新时返回结果
UPDATE users 
SET nickname = 'NewName'
WHERE id = 1
RETURNING id, username, nickname;
```

### 5.4 删除数据（DELETE）

#### 基本语法

```sql
DELETE FROM table_name WHERE condition;
```

#### 示例

```sql
-- 删除指定记录
DELETE FROM users WHERE id = 1;

-- 删除多条记录
DELETE FROM users WHERE status = 'deleted';

-- 删除所有记录（危险！）
DELETE FROM table_name;

-- 使用子查询删除
DELETE FROM accounts 
WHERE user_id IN (
    SELECT id FROM users WHERE status = 'deleted'
);

-- 删除时返回结果
DELETE FROM users 
WHERE id = 1
RETURNING id, username;
```

### 5.5 连接查询（JOIN）

```sql
-- 内连接
SELECT u.username, a.name as account_name
FROM users u
INNER JOIN accounts a ON u.id = a.user_id;

-- 左连接
SELECT u.username, a.name as account_name
FROM users u
LEFT JOIN accounts a ON u.id = a.user_id;

-- 右连接
SELECT u.username, a.name as account_name
FROM users u
RIGHT JOIN accounts a ON u.id = a.user_id;

-- 全外连接
SELECT u.username, a.name as account_name
FROM users u
FULL OUTER JOIN accounts a ON u.id = a.user_id;

-- 多表连接
SELECT 
    u.username,
    a.name as account_name,
    p.symbol,
    p.shares
FROM users u
INNER JOIN accounts a ON u.id = a.user_id
INNER JOIN positions p ON a.id = p.account_id
WHERE u.status = 'active';
```

### 5.6 子查询

```sql
-- 标量子查询
SELECT 
    username,
    (SELECT COUNT(*) FROM accounts WHERE user_id = users.id) as account_count
FROM users;

-- EXISTS 子查询
SELECT * FROM users u
WHERE EXISTS (
    SELECT 1 FROM accounts a WHERE a.user_id = u.id
);

-- IN 子查询
SELECT * FROM users
WHERE id IN (
    SELECT DISTINCT user_id FROM accounts
);

-- 相关子查询
SELECT 
    u.*,
    (SELECT COUNT(*) FROM accounts WHERE user_id = u.id) as account_count
FROM users u;
```

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## 六、索引操作

### 6.1 索引的作用

- 提高查询速度
- 加速排序和分组
- 强制唯一性约束
- 加速表连接

### 6.2 创建索引

#### 基本语法

```sql
-- 创建单列索引
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name);

-- 创建多列索引
CREATE INDEX index_name ON table_name (column1, column2, ...);

-- 创建唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_name);

-- 创建部分索引（带条件）
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name)
WHERE condition;

-- 创建表达式索引
CREATE INDEX index_name ON table_name (expression);
```

#### 示例

```sql
-- 基本索引
CREATE INDEX idx_users_email ON users (email);

-- 唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX idx_users_username ON users (username);

-- 多列索引
CREATE INDEX idx_transactions_user_date ON transactions (user_id, date);

-- 降序索引
CREATE INDEX idx_users_created_desc ON users (created_at DESC);

-- 部分索引（只索引活跃用户）
CREATE INDEX idx_users_active_email ON users (email)
WHERE status = 'active';

-- 表达式索引
CREATE INDEX idx_users_lower_email ON users (LOWER(email));

-- 文本搜索索引（GIN）
CREATE INDEX idx_transaction_thoughts_content 
ON transaction_thoughts 
USING gin(to_tsvector('jiebacfg', content));
```

### 6.3 查看索引

```sql
-- 查看表的所有索引
\d table_name

-- 或者
\di

-- 查看索引详细信息
SELECT 
    indexname,
    indexdef
FROM pg_indexes
WHERE tablename = 'users';

-- 查看索引使用情况
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    indexname,
    idx_scan as index_scans,
    idx_tup_read as tuples_read,
    idx_tup_fetch as tuples_fetched
FROM pg_stat_user_indexes
WHERE tablename = 'users';
```

### 6.4 删除索引

```sql
-- 删除索引
DROP INDEX index_name;

-- 删除索引（如果存在）
DROP INDEX IF EXISTS index_name;

-- 级联删除
DROP INDEX index_name CASCADE;
```

### 6.5 重建索引

```sql
-- 重建索引（释放空间，提高性能）
REINDEX INDEX index_name;

-- 重建表的所有索引
REINDEX TABLE table_name;

-- 重建数据库的所有索引
REINDEX DATABASE database_name;
```

### 6.6 索引类型

```sql
-- B-tree 索引（默认，最常用）
CREATE INDEX idx_name ON table_name (column_name);

-- Hash 索引（只支持等值查询）
CREATE INDEX idx_name ON table_name USING HASH (column_name);

-- GIN 索引（全文搜索、数组、JSONB）
CREATE INDEX idx_name ON table_name USING GIN (jsonb_column);

-- GiST 索引（几何数据、全文搜索）
CREATE INDEX idx_name ON table_name USING GIST (geometry_column);

-- BRIN 索引（大表，有序数据）
CREATE INDEX idx_name ON table_name USING BRIN (column_name);
```

### 6.7 索引维护

```sql
-- 分析表（更新统计信息，帮助查询优化器）
ANALYZE table_name;

-- 分析所有表
ANALYZE;

-- 查看索引大小
SELECT 
    pg_size_pretty(pg_relation_size('index_name')) as index_size;

-- 查看表和索引总大小
SELECT 
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size('table_name')) as total_size;
```

---

## 七、高级查询

### 7.1 窗口函数

```sql
-- ROW_NUMBER：行号
SELECT 
    id,
    username,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY created_at) as row_num
FROM users;

-- RANK：排名（相同值相同排名，跳过后续排名）
SELECT 
    id,
    username,
    RANK() OVER (ORDER BY created_at DESC) as rank
FROM users;

-- DENSE_RANK：密集排名（相同值相同排名，不跳过）
SELECT 
    id,
    username,
    DENSE_RANK() OVER (ORDER BY created_at DESC) as dense_rank
FROM users;

-- 分组窗口函数
SELECT 
    user_id,
    date,
    amount,
    SUM(amount) OVER (PARTITION BY user_id ORDER BY date) as running_total
FROM transactions;
```

### 7.2 公共表表达式（CTE）

```sql
-- 基本 CTE
WITH active_users AS (
    SELECT * FROM users WHERE status = 'active'
)
SELECT * FROM active_users;

-- 递归 CTE
WITH RECURSIVE category_tree AS (
    -- 基础查询
    SELECT id, name, parent_id, 1 as level
    FROM categories
    WHERE parent_id IS NULL
    
    UNION ALL
    
    -- 递归查询
    SELECT c.id, c.name, c.parent_id, ct.level + 1
    FROM categories c
    INNER JOIN category_tree ct ON c.parent_id = ct.id
)
SELECT * FROM category_tree;
```

### 7.3 集合操作

```sql
-- UNION：合并结果（去重）
SELECT column1 FROM table1
UNION
SELECT column1 FROM table2;

-- UNION ALL：合并结果（不去重）
SELECT column1 FROM table1
UNION ALL
SELECT column1 FROM table2;

-- INTERSECT：交集
SELECT column1 FROM table1
INTERSECT
SELECT column1 FROM table2;

-- EXCEPT：差集
SELECT column1 FROM table1
EXCEPT
SELECT column1 FROM table2;
```

### 7.4 条件表达式

```sql
-- CASE 表达式
SELECT 
    username,
    CASE 
        WHEN status = 'active' THEN '活跃'
        WHEN status = 'inactive' THEN '非活跃'
        ELSE '未知'
    END as status_text
FROM users;

-- COALESCE：返回第一个非空值
SELECT 
    username,
    COALESCE(nickname, username) as display_name
FROM users;

-- NULLIF：如果两个值相等返回 NULL
SELECT NULLIF(column1, column2) FROM table_name;

-- GREATEST/LEAST：返回最大/最小值
SELECT 
    GREATEST(price1, price2, price3) as max_price,
    LEAST(price1, price2, price3) as min_price
FROM products;
```

---

## 八、事务管理

### 8.1 事务基本概念

事务的 ACID 特性：
- **原子性（Atomicity）**：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败
- **一致性（Consistency）**：事务执行前后数据库保持一致状态
- **隔离性（Isolation）**：并发事务之间相互隔离
- **持久性（Durability）**：事务提交后，数据永久保存

### 8.2 事务操作

```sql
-- 开始事务
BEGIN;
-- 或者
START TRANSACTION;

-- 提交事务
COMMIT;

-- 回滚事务
ROLLBACK;

-- 保存点
SAVEPOINT savepoint_name;

-- 回滚到保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT savepoint_name;

-- 释放保存点
RELEASE SAVEPOINT savepoint_name;
```

### 8.3 事务示例

```sql
-- 基本事务
BEGIN;
INSERT INTO users (username, email, password_hash) 
VALUES ('user1', 'user1@example.com', 'hash1');
INSERT INTO accounts (user_id, name, type) 
VALUES (currval('users_id_seq'), '主账户', 'mixed');
COMMIT;

-- 带错误处理的事务
BEGIN;
INSERT INTO users (username, email, password_hash) 
VALUES ('user2', 'user2@example.com', 'hash2');
-- 如果出错，自动回滚
SAVEPOINT before_account;
INSERT INTO accounts (user_id, name, type) 
VALUES (currval('users_id_seq'), '主账户', 'mixed');
-- 如果账户创建失败，回滚到保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT before_account;
COMMIT;
```

### 8.4 事务隔离级别

```sql
-- 设置事务隔离级别
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

-- 查看当前隔离级别
SHOW transaction_isolation;

-- 隔离级别：
-- READ UNCOMMITTED（PostgreSQL 不支持）
-- READ COMMITTED（默认）
-- REPEATABLE READ
-- SERIALIZABLE
```

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## 九、常用函数

### 9.1 字符串函数

```sql
-- 连接字符串
SELECT CONCAT('Hello', ' ', 'World');
SELECT 'Hello' || ' ' || 'World';

-- 长度
SELECT LENGTH('Hello');
SELECT CHAR_LENGTH('Hello');

-- 大小写转换
SELECT UPPER('hello');
SELECT LOWER('HELLO');

-- 截取
SELECT SUBSTRING('Hello World', 1, 5);
SELECT LEFT('Hello World', 5);
SELECT RIGHT('Hello World', 5);

-- 替换
SELECT REPLACE('Hello World', 'World', 'PostgreSQL');

-- 去除空格
SELECT TRIM('  Hello  ');
SELECT LTRIM('  Hello');
SELECT RTRIM('Hello  ');

-- 分割字符串
SELECT SPLIT_PART('a,b,c', ',', 2); -- 返回 'b'
```

### 9.2 数值函数

```sql
-- 绝对值
SELECT ABS(-10);

-- 四舍五入
SELECT ROUND(3.14159, 2); -- 3.14

-- 向上取整
SELECT CEIL(3.14); -- 4

-- 向下取整
SELECT FLOOR(3.14); -- 3

-- 幂运算
SELECT POWER(2, 3); -- 8

-- 平方根
SELECT SQRT(16); -- 4

-- 随机数
SELECT RANDOM();
SELECT FLOOR(RANDOM() * 100) + 1; -- 1-100 随机整数
```

### 9.3 日期时间函数

```sql
-- 当前日期时间
SELECT CURRENT_DATE;
SELECT CURRENT_TIME;
SELECT CURRENT_TIMESTAMP;
SELECT NOW();

-- 提取日期部分
SELECT EXTRACT(YEAR FROM CURRENT_TIMESTAMP);
SELECT EXTRACT(MONTH FROM CURRENT_TIMESTAMP);
SELECT EXTRACT(DAY FROM CURRENT_TIMESTAMP);

-- 日期加减
SELECT CURRENT_DATE + INTERVAL '1 day';
SELECT CURRENT_DATE + INTERVAL '1 month';
SELECT CURRENT_DATE - INTERVAL '1 year';

-- 日期格式化
SELECT TO_CHAR(CURRENT_TIMESTAMP, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS');
SELECT TO_CHAR(CURRENT_DATE, 'YYYY年MM月DD日');

-- 日期差
SELECT CURRENT_DATE - '2024-01-01'::DATE;
SELECT AGE('2024-12-31'::DATE, '2024-01-01'::DATE);
```

### 9.4 聚合函数

```sql
-- 计数
SELECT COUNT(*) FROM users;
SELECT COUNT(DISTINCT status) FROM users;

-- 求和
SELECT SUM(amount) FROM transactions;

-- 平均值
SELECT AVG(price) FROM positions;

-- 最大值/最小值
SELECT MAX(created_at) FROM users;
SELECT MIN(created_at) FROM users;

-- 分组聚合
SELECT 
    status,
    COUNT(*) as count,
    AVG(EXTRACT(YEAR FROM AGE(CURRENT_DATE, created_at))) as avg_age
FROM users
GROUP BY status;
```

### 9.5 JSON 函数

```sql
-- 创建 JSON
SELECT '{"name": "John", "age": 30}'::JSON;
SELECT JSON_BUILD_OBJECT('name', 'John', 'age', 30);

-- 提取 JSON 值
SELECT '{"name": "John"}'::JSON->>'name';
SELECT '{"user": {"name": "John"}}'::JSON->'user'->>'name';

-- JSON 数组
SELECT JSON_ARRAY_LENGTH('[1,2,3]'::JSON);

-- JSONB 操作符
SELECT '{"name": "John"}'::JSONB @> '{"name": "John"}'::JSONB; -- 包含
SELECT '{"name": "John"}'::JSONB ? 'name'; -- 键存在
```

---

## 十、实用技巧

### 10.1 性能优化

```sql
-- 使用 EXPLAIN 分析查询计划
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE email = 'test@example.com';

-- 详细分析（包含实际执行时间）
EXPLAIN ANALYZE SELECT * FROM users WHERE email = 'test@example.com';

-- 查看慢查询
SELECT 
    query,
    calls,
    total_time,
    mean_time
FROM pg_stat_statements
ORDER BY mean_time DESC
LIMIT 10;
```

### 10.2 数据导入导出

```sql
-- 导出为 CSV
COPY users TO '/tmp/users.csv' WITH CSV HEADER;

-- 从 CSV 导入
COPY users FROM '/tmp/users.csv' WITH CSV HEADER;

-- 导出为文本
COPY users TO '/tmp/users.txt';

-- 从文本导入
COPY users FROM '/tmp/users.txt';
```

### 10.3 查看数据库信息

```sql
-- 查看数据库大小
SELECT pg_size_pretty(pg_database_size('database_name'));

-- 查看表大小
SELECT pg_size_pretty(pg_total_relation_size('table_name'));

-- 查看所有表大小
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname||'.'||tablename)) AS size
FROM pg_tables
WHERE schemaname = 'public'
ORDER BY pg_total_relation_size(schemaname||'.'||tablename) DESC;

-- 查看连接数
SELECT count(*) FROM pg_stat_activity;

-- 查看当前连接
SELECT * FROM pg_stat_activity;
```

### 10.4 权限管理

```sql
-- 授予权限
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON table_name TO username;
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE database_name TO username;

-- 撤销权限
REVOKE SELECT ON table_name FROM username;

-- 查看权限
\dp table_name
```

### 10.5 序列操作

```sql
-- 查看当前序列值
SELECT currval('users_id_seq');

-- 查看下一个序列值
SELECT nextval('users_id_seq');

-- 设置序列值
SELECT setval('users_id_seq', 100);

-- 重置序列
ALTER SEQUENCE users_id_seq RESTART WITH 1;
```

### 10.6 常用配置

```sql
-- 查看配置
SHOW ALL;
SHOW shared_buffers;
SHOW max_connections;

-- 设置配置（会话级别）
SET work_mem = '256MB';

-- 查看时区
SHOW timezone;
SET timezone = 'Asia/Shanghai';
```

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## 十一、常见问题

### 11.1 连接问题

```bash
# 问题：无法连接到数据库
# 解决：检查 PostgreSQL 服务是否运行
sudo systemctl status postgresql  # Linux
brew services list                # macOS

# 问题：认证失败
# 解决：检查 pg_hba.conf 配置文件
sudo nano /etc/postgresql/15/main/pg_hba.conf
```

### 11.2 性能问题

```sql
-- 问题：查询慢
-- 解决：创建索引
CREATE INDEX idx_column ON table_name (column_name);

-- 问题：表膨胀
-- 解决：VACUUM
VACUUM ANALYZE table_name;

-- 问题：统计信息过期
-- 解决：更新统计信息
ANALYZE table_name;
```

### 11.3 数据备份恢复

```bash
# 定期备份脚本
#!/bin/bash
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
pg_dump -U postgres database_name > /backup/db_$DATE.sql

# 自动清理旧备份（保留30天）
find /backup -name "db_*.sql" -mtime +30 -delete
```

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## 十二、参考资源

- **官方文档**：https://www.postgresql.org/docs/
- **中文文档**：https://www.postgresql.org/docs/current/index.html
- **psql 命令参考**：https://www.postgresql.org/docs/current/app-psql.html
- **SQL 语法参考**：https://www.postgresql.org/docs/current/sql.html

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**文档版本**：v1.0  
**创建日期**：2024年  
**适用版本**：PostgreSQL 12+