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Go语言从零构建SQL数据库(6) - sql解析器(番外)- *号的处理

news 来源：原创 2025/9/21 9:13:10

番外：处理SQL通配符查询

在SQL中，SELECT * FROM table是最基础的查询之一，星号（*）是一个通配符，表示"选择所有列"。虽然通配符查询看起来简单，但在解析器中需要特殊处理。下面详细介绍我们如何实现这一常用功能。

1. 星号查询的挑战

星号与普通列名有本质区别：

普通列名是标识符（如 id、name）
星号是一个特殊符号，表示"全部"
在解析时需要区别对待，不能简单视为标识符

普通列名vs星号的处理差异

特性	普通列名	星号
语法标记	标识符(IDENTIFIER)	特殊字符(ASTERISK)
AST节点	Identifier	AsteriskExpression
解析方法	parseIdentifier()	parseAsterisk()
语义验证	需要验证列存在性	不需要验证（表示所有列）
执行时处理	读取单个列	读取所有列

2. 解析器中的实现

为了支持星号查询，我们需要修改解析器的几个关键部分：

步骤1：定义AST节点

首先，创建一个专用的AST节点类型表示星号：

// AsteriskExpression 表示SQL中的星号(*)，用于表示选择所有列
type AsteriskExpression struct{}func (a *AsteriskExpression) expressionNode() {}
func (a *AsteriskExpression) TokenLiteral() string { return "*" }
func (a *AsteriskExpression) String() string { return "*" }

这个简单的结构体实现了 Expression接口，可以作为SELECT语句的列表达式。

步骤2：注册前缀解析函数

在解析器初始化时，为星号符号注册专门的解析函数：

// 初始化解析器
func NewParser(l *lexer.Lexer) *Parser {p := &Parser{lexer:  l,errors: []string{},}// 注册前缀解析函数p.prefixParseFns = make(map[lexer.TokenType]prefixParseFn)// ... 其他注册p.registerPrefix(lexer.ASTERISK, p.parseAsterisk) // 添加对*的解析支持// ... 其他初始化return p
}

步骤3：实现星号解析函数

// parseAsterisk 解析SELECT语句中的星号(*)，表示选择所有列
func (p *Parser) parseAsterisk() (ast.Expression, error) {return &ast.AsteriskExpression{}, nil
}

这个函数非常简单，只需创建并返回一个 AsteriskExpression实例。

星号解析的处理流程

3. 执行时的处理

当查询执行器遇到 AsteriskExpression时，需要：

获取表的元数据信息，找出所有列
按顺序返回所有列的数据
保持列的原始顺序

// 伪代码：执行器如何处理星号
func executeSelect(stmt *ast.SelectStatement, db *Database) *ResultSet {// ...// 处理列选择var columns []Columnfor _, colExpr := range stmt.Columns {switch expr := colExpr.(type) {case *ast.AsteriskExpression:// 星号表达式：获取表的所有列allColumns := db.GetAllColumns(stmt.TableName)columns = append(columns, allColumns...)case *ast.Identifier:// 普通列名：获取单个列column := db.GetColumn(stmt.TableName, expr.Value)columns = append(columns, column)// ... 其他表达式类型}}// ... 继续执行查询
}

星号查询的执行流程

4. 星号查询的AST表示

对于 SELECT * FROM users WHERE age > 18;，完整的AST树结构如下：

5. 高级应用场景

5.1 表格别名下的星号

表格别名与星号结合使用时，如 SELECT u.* FROM users u，需要特殊处理：

在这种情况下，我们需要一个特殊的AST节点 QualifiedAsteriskExpression 来表示带表格别名的星号：

// QualifiedAsteriskExpression 表示带表格别名的星号，如 t.*
type QualifiedAsteriskExpression struct {TablePrefix string // 表前缀，如 t
}func (q *QualifiedAsteriskExpression) expressionNode() {}
func (q *QualifiedAsteriskExpression) TokenLiteral() string { return q.TablePrefix + ".*" }
func (q *QualifiedAsteriskExpression) String() string { return q.TablePrefix + ".*" }

5.2 多表连接中的星号处理

在多表连接中，星号会引入列名冲突问题：

在多表连接的例子中，当使用星号时：

users 表可能有 id, name, email 列
orders 表可能有 id, user_id, product_id 列
两个表都有 id 列，会导致名称冲突
执行器需要生成如 u.id, o.id 的完全限定名

5.3 星号与列选择的混合使用

SQL还允许星号与特定列的混合使用，如 SELECT *, extra_column FROM table：

这种情况下，执行器需要:

先获取所有列
再处理单独指定的列
做重复列的去重处理
可能需要调整列的顺序

6. 性能优化与最佳实践

星号查询虽然方便，但存在一些性能和维护方面的注意事项：

6.1 性能影响

6.2 代码维护性

使用星号的情况	使用具体列名的情况
代码简洁	代码明确表达了需要的数据
表结构变更时自动获取新列	不会因表结构变更意外获取新列
可能获取不需要的数据	只获取必要数据
列顺序依赖表定义	列顺序由查询指定
列重命名可能导致代码错误	列重命名会导致明确的错误

6.3 最佳实践建议

7. 实际应用示例

7.1 探索性查询

在数据探索阶段，星号查询非常实用：

-- 快速了解表结构
SELECT * FROM users LIMIT 10;-- 调试连接查询
SELECT * FROM orders o JOIN users u ON o.user_id = u.id LIMIT 5;

7.2 与聚合函数结合

星号有时与聚合函数结合使用：

-- 计算总行数
SELECT COUNT(*) FROM users WHERE status = 'active';-- 注意：这里的*是特殊语法，不同于列选择中的*

这种情况下，COUNT(*)是一种特殊语法，表示"计算行数"，而不是"计算所有列"。在解析器中需要特殊处理这种情况。

总结

星号通配符是SQL中最基础也是最常用的功能之一。尽管语法简单，但在实现上需要特殊处理，从词法分析、语法解析到查询执行的各个环节都有其独特之处。

通过本文介绍的实现方式，我们的SQL解析器现在完全支持通配符查询，不仅处理了基本的 SELECT * FROM table 形式，还能正确解析表别名限定的星号和多表连接中的星号用法。这使我们的解析器功能更加完整和实用，为下一步开发查询执行引擎奠定了基础。

在实际使用中，应根据具体场景权衡是否使用星号查询，以在便利性和性能之间取得平衡。