PL/SQL Uso di un linguaggio procedurale per un database

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1 PL/SQL Uso di un linguaggio procedurale per un database Roberto Basili Corso di Basi Di Dati 1 a.a Abstract Questa breve dispensa descrive piu etesamente i contenuti della esercitazione del Gli esempi proposti si propongono di elucidare l uso dell ambiente di programmazione di una componente procedurale di interazione con un database. In particolare PL/SQL, il linguaggio procedurale reso disponibile nell ambiente Oracle 8, verra utilizzato come strumento esemplificativo. Questo documento rappresenta la prima versione di questa dispensa. Si rimanda inoltre alle dispense di riferimento consigliate nel corso. Si prega di notificare all autore eventuail errori o inconsistenze che molto probabilmente abitano le seguenti pagine 1 Introduzione Nella costruzione di un database spesso l attenzione e concentrata sui dettagli concettuali e logici dello schema al fine di ottimizzare lo sfruttamento delle potenzialita deli strumenti standard di manipolazione e interrogazione dei dati. E spesso vero pero che SQL da solo non garantisce le caratteristiche di proceduralita necessarie per la implementazione di operazione complesse sui dati. Un esempio e la generazione di raggruppamenti dei dati sulla base di uguaglianze per intervalli (ad es. Generare rispetto al campo intero A, tutti le k classi di equivalenza che riuniscono i gruppi di record secondo la condizione: tabella.a mod k ). Per implementare tali procedure PL/SQL fornisce una sintassi per la programmazione strutturata, che consente, oltre alle tipiche operazioni di un linguaggio di programmazione, la interazione con un database mediante costrutti SQL e l utilizzo di astrazioni funzionali in procedure/funzioni e packages. PL/SQL rappresenta un linguaggio di programmazione interpretato per la macchina astratta definita dal sottostante interprete SQLplus. Dato un programma PL/SQL, memorizzato in un file PLSQLprog.sql, la sua attivazione e possibile mediante il seguente comando SQLplus: SQLplusPrompt> start PLSQLprog 2 Struttura di Base di un blocco PL/SQL Un blocco PL/SQL e caratterizzato dalla seguente struttura fondamentale. [Header] [DECLARE <Costanti> 1

2 <Variabili> <Cursori> <Gestori di eccezioni/errori> ] BEGIN <Istruzioni PL/SQL> [ EXCEPTIONS <Gestione eccezioni/errori> ] END / La struttura quindi contiene sezioni opzionali (Header, Declare) e una notazione standard per la definizione del blocco funzionale (BEGIN END). Costanti e variabli sono analoghe ai correspondenti usi di essi nella programmazione strutturata. I Cursori sono utilizzati per le interazioni con il database e fornisco una astrazione funzionale delle tabelle ottenute mediante interrogazioni SQL al database. Le loro caratteristiche verrano descritte nella sezione 3.2. E da osservare che le regole di visibilita degli identificatori seguono analogamente le regole usate in un ambiente di programmazione a scoping statico (ad es. il Pascal). 3 Sezione delle dichiarazioni 3.1 Dichiarazione delle Variabili La sintassi generale per la dichiarazione delle variabili e la seguente: <nome variabile> <tipo variabile> [:= valore legale]; dove la dichiarazione del tipo puo essere opzionalmente seguita da una assegnazione di inizializzazione. Esempi di dichiarazioni di variabili sono le seguenti: DECLARE counter number(9) := 0; Ricavo number (15,3); ProdID Prodotto.PId%TYPE; De Prodotto.Descrizione%TYPE; Forn Prodotto.Fornitore%TYPE; Cst Prodotto.Costo%TYPE; Prd Prodotto%ROWTYPE; La variabile counter viene utilizzata come un numero a 9 cifre (intero) ed e inzializzata al valore 0. Ricavo invece e un numero di 15 cifre significative, di cui 3 costituiscono la parte decimale. L arrotondamento viene in genere garantito per le operazioni di assegnazione, manipolazione e stampa a video. Le definizioni di ProdID, De, Forn, Cst seguono una sintassi piu ricca: il loro tipo infatti viene derivato dal tipo dei campi corrispondenti, PId, Descrizione, Fornitore e Costo, della relazione/tabella Prodotto. Se la seguente e la istruzione SQL per la costruzione della tabella Prodotto: 2

3 CREATE TABLE Prodotto( PId integer, Descrizione CHAR(20), Fornitore CHAR(20), Costo number(15,3) PRIMARY KEY (PId) ); allora le due sequenti dichiarazioni sono equivalenti: Cst Cst Prodotto.Costo%TYPE; number(15,3); E da osservare pero che la prima rappresenta una forma piu flessibile perche la correttezza del codice PL/SQL risultante viene preservata anche a fronte di modifiche del database sottostante. Cambiamenti della definizione della tabella Prodotto infatti possono rendere illegale la seconda dichiarazione ma non la prima delle due: essa continua ad essere valida poiche la sintassi Table name.field%type viene ricalcolata alla attivazione del blocco, preservando quindi la coerenza tra il codice PL/SQL ed il database sottostante. Lo stesso vale naturalemente per la dichiarazione Prd Prodotto%ROWTYPE; che rappresenta una variabile la cui struttura interna e identica ad una tupla/record nella relazione/tabella prodotto. 3.2 Dichiarazione dei cursori La dichiarazione di un cursore e la seguente: CURSOR <cursor_name> IS <SQL_statement>; <cursor name> e l identificatore del cursore e <SQL statement> e l operazione che sui dati si intende effettuare. Esempi di dichiarazione di cursori sono: CURSOR Tabella1_Cursor IS SELECT e, f FROM Tabella1 WHERE e < f; CURSOR CURSOR_NAME is select * from Prodotto where Costo >= ; Per usi piu complessi (e quindi dichiarazioni) si rimanda alla sezione

4 4 Blocco di programma 4.1 Assegnazioni ed espressioni Assegnazioni ed espressioni su valori o variabili dichiarate nel blocco di definizione seguono regole sintattiche analoghe a quelle di un linguaggio di programmazione strutturato. Esempi sono: (1) counter := 0; (2) Ricavo := Cst * 1.25; (3) counter := counter + 1; (4) Diff_Costo := abs(costo1 - Costo2)/Costo1; (n1) Cst := Prd.Costo; (n2) De := Prd.Descrizione; L uso di costanti, operazioni aritmetiche e funzioni e esemplificato dagli esempi (1)- (4). I casi (n1) ed (n2) dimostrano l uso di assegnazioni a partire da campi di strutture complesse: Prd e dichiarato come Prd Prodotto%ROWTYPE; e Cst, De come Cst Prodotto.Costo%TYPE; DE Prodotto.Descrizione%TYPE; 4

5 5 Uso dei cursori 5.1 Cursori Semplici: Schemi di Iterazione Dato un cursore l utilizzo di esso e esemplificato dalla seguente sequenza di istruzioni: / DECLARE CURSOR cursor_name is SELECT * FROM Prodotto WHERE Costo >= ; BEGIN open cursor_name; /* Apertura del cursore Viene calcolata la query SQL e viene allocata la memoria intermedia per le tuple in uscita */ counter := 0; loop fetch cursor_name into Prd; /* Viene caricata una tuple in Prd */ exit when cname%notfound; /* condizione di uscita dal ciclo */ ProdId := Prd.PId; /* uso dei valori recuperati dalla tabella prodotto */ Cst := Prd.Costo; De := Prd.Descrizione; Ricavo := Cst * 1.25; /* aggornamento di altre variabili nello spazio di indirizzamento del blocco */ counter := counter + 1; /* contatore delle iterazioni, i.e. tuple */ end loop; close cursor_name; /* deattivazione del cursore */ END 5.2 Cursori Parametrici Un cursore come cursor name della sezione precedente puo dipendere da alcune costanti (nell esempio il valore ). Per rendere piu generale la nozione di un cursore ad esso possono essere associati uno o piu parametri rispetto ai quali attivazioni diverse possono operare su valori diversi. La astrazione ottenuta e simile quindi a quela di una astrazione funzionale come la procedura in un ambiente di progammazione strutturata. Tali cursori detti parametrici hanno una dichiarazione piu complessa, che include il nome, il tipo ed il numero di parametri. Ad es. cursor Parametric_Cursor( Soglia Prodotto.Costo%TYPE ) is select * from Prodotto where Costo >= Soglia; In questo caso la condizione WHERE nella query SQL puo assumere configurazioni diverse a fronte di diversi valori del parametro Soglia. Invocazioni diverse (cioe con risultati diversi sulla stessa istanza del database) dello stesso cursore sono quindi possibili: open Parametric_Cursor( ); 5

6 . open Parametric_Cursor( ); 6

7 6 Output in PL/SQL 6.1 Uso della Libreria DBMS Output La stampa a video dei risultati dei programmi PL/SQL e utile soprattutto in fase di debugging. A tale proposito e resa disponibile la libreria DBMS OUTPUT che in genere risiede in $ORACLE_HOME\Rdbms\Admin\. La libreria rende disponibili alcune funzioni standard di uscita, tra cui: PUT( buffer char() ), per la stampa del buffer a video PUT LINE( buffer char() ), per la stampa del buffer a video con automatico ritorno a capo NEW LINE, per la chiusura con un a capo di un buffer di stampa prodotto da precedenti PUT Per utilizzare il video come standard output e necesario configurare l ambiente SQLplus mediante la istruzione: SQLplus> set serveroutput on che consente la visualizzazione in output. Un analogo effetto ha la seguente istruzione PL/SQL: DBMS OUTPUT.enable; BEGIN L uso della libreria DBMS OUTPUT e esemplificato dal codice PL/SQL di seguito: loop fetch cname into Prd; exit when cname%notfound; ProdId:=Prd.PId; Cst:=Prd.Costo; De:=Prd.Descrizione; Ricavo := Cst * 1.25; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Il Prodotto: De ha un prezzo di to_char(ricavo) ); counter := counter + 1; end loop; close cname; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Sono stati analizzati to_char(counter) prodotti ); END; / Da osservare l accodamento di piu stringhe nel buffer grazie all operatore e l uso della funzione standard to char() per la trasformazione di quantita numeriche in stringhe. Poiche le funzioni in DBMS OUTPUT assumono un default di 120 caratteri nel buffer usato per l ouput a video, stringhe piu grandi producono messaggi di errore. Per estendere il buffer e possibile usare il comando DBMS OUPUT.ENABLE con un parametro in piu che defiisca la taglia del buffer in byte. La seguente istruzione PL/SQL 7

8 DBMS OUPUT.ENABLE(20000) determina un buffer di 20k. Un programma completo per il calcolo del prezzo di prodotti e fornito com eesemplificazione di seguito. /* Calcolo del Prezzo Nov 2000 Argomenti: - Uso di cursori - Uso delle funzioni - Uso delle librerie di stampa *********************************** */ DECLARE ProdID Prodotto.PId%TYPE; De Prodotto.Descrizione%TYPE; Forn Prodotto.Fornitore%TYPE; Cst Prodotto.Costo%TYPE; Prezzo number (38); counter number(9); cursor cname( Thresh Prodotto.Costo%TYPE ) is select * from Prodotto where Costo >= Thresh; Prd cname%rowtype; BEGIN commit; counter := 0; for Prd in cname(60000) loop ProdId := Prd.PId; Cst := Prd.Costo; De := Prd.Descrizione; Prezzo := Cst * 1.25; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Il Prodotto: trim(de) ha un prezzo di to_char(prezzo) ); counter := counter + 1; end loop; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Sono stati analizzati to_char(counter) prodotti ); END; / 8

9 7 FILE I/O in PL/SQLi 7.1 Uso della Libreria utl file La libreria utl file consente la lettura e la scrittura su file. Per una trattazione completa si rimanda alle dispense consigliate del corso. Alcune osservazioni ed esempi sono state inseriti in questa sezione. La prima osservazione e che qualsiasi file si intenda manipolare e necessario: ottenere i diritti di accesso dal database corrente, cioe dichiarare le directory accessibili per operazioni di I/O nella cofigurazione del DB stesso. descrivere tali file in termini di una directory del file system locale e di un nome file. tali informazioni sono in genere disgiunte per i motivi di seguito illustrati La prima informzione e parte della configurazione del database ed e determinata all atto della sua attivazione. Tale informazione quindi e parte dei paranetri di inizializzazione che risiedono i genere in $ORACLE_HOME\ORA_DATA\DATABASE_NAME\init.ora In tale file quindi vanno inserite le righe di dichiarazione della variabile di ambiente utl file dir per ogni directory che si intende utilizzare per operazioni di I/O. Tali dichiarazioni non supportano discese ricorsive attraverso il corrente file system, ma debbono eventualmente essere enumerate. Un esempio di dichiarazione (in ambiente Windows) e il seguente. FILE init.ora utl_file_dir = c:\database\datiutente utl_file_dir = c:\database\datiutente\datiscambio Per utilizzare un file e necessario completare le operazioni di apertura e chiusura del file stesso analoghe alle funzionalita disponibili in un ambiente di programmazione strutturata. Le operazioni di apertura e chiusura del database sono garantite dalle funzioni e OutFileHandler := utl_file.fopen(outdirectoryname, OutFileName,OpenMode); utl_file.fclose(outfilehandler); rispettivamente. OpenMode assume rispettivamente i valori di W (write), R (read) ed A Append. Le funzioni sono sono illustrate dal seguente frammento di programma. Outdir char(200); Outfilename char(25); Outf UTL_FILE.FILE_TYPE; Outdir := c:\database\datiscambio ; Outfilename := Mio.dat ; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ( Trying to open < trim(outdir) / trim(outfilename) ); Outf := utl_file.fopen(outdir, Outfilename, W );. /uso del file */ utl_file.fclose(outf); 9

10 Un esempio completo con l uso delle funzioni di scruittura su file e riportato di seguito. /* Stampa dei prezzi su FILE Argomento: Uso dei file */ DECLARE Outdir char(200); Outfilename char(25); Outf UTL_FILE.FILE_TYPE; De Prodotto.Descrizione%TYPE; Forn Prodotto.Fornitore%TYPE; Cst Prodotto.Costo%TYPE; Ricavo number (12); counter number(9) := 0; cursor cname( Thresh Prodotto.Costo%TYPE ) is select * from Prodotto where Costo >= Thresh; Prd cname%rowtype; BEGIN commit; open cname(30000); DBMS_OUTPUT.enable(200000); Outdir := C:\Documenti\Robertob\Didattica\BasidiDati\Esempio ; Outfilename := Mio.dat ; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ( Trying to open < trim(outdir) \ Outfilename ); Outf := utl_file.fopen(outdir, Outfilename, W ); loop fetch cname into Prd; exit when cname%notfound; Cst := Prd.Costo; De := Prd.Descrizione; Ricavo := Cst * 1.25; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Il Prodotto: trim(de) ha un prezzo di to_char(ricavo) ); utl_file.putf( Outf, Il prodotto <%s> ha un prezzo di Lt. %s\n, trim(de), to_char(ricavo) ); utl_file.fflush(outf); counter := counter + 1; end loop; close cname; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Sono stati analizzati to_char(counter) prodotti ); 10

11 END; / utl_file.fclose(outf); EXCEPTION WHEN utl_file.invalid_path THEN DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ( Path << trim(outdir) >> Wrong ); WHEN utl_file.write_error THEN DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Write error!! ); WHEN OTHERS THEN DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ( File << Outfilename >> not Found ); 11

12 8 Uso complesso dei cursori Il seguente esempio illustra l uso annidato di cursori. Il programma si propone di raggruppare diversi prodotti in fasce di prezzo. La fascia di prezzo e centrata sul prezzo X di un prodotto contiene tutti i prodotti che costano X piu o meno il 2O% di X. /* Raggruppamenti per Fascia di Prezzo Nov 2000 Argomento: Uso di cursori annidati *********************************** */ DECLARE BEGIN emp_found boolean := FALSE; ProdID Prodotto.PId%TYPE; De Prodotto.Descrizione%TYPE; Forn Prodotto.Fornitore%TYPE; Cst Prodotto.Costo%TYPE; Ricavo number (38); counter number(9); counter2 number(9); cursor cname( Thresh Prodotto.Costo%TYPE ) is select * from Prodotto where Costo >= Thresh ORDER BY Costo; Prd cname%rowtype; cursor pippo is select * from Prodotto; Prd1 cname%rowtype; Prd2 pippo%rowtype; Cost_Diff number(10,2); commit; DBMS_OUTPUT.enable(200000); counter := 0; for Prd in cname(30000) loop Cst := Prd.Costo; if Cst*1.25 > then De := Prd.Descrizione; Ricavo := Cst * 1.25; ProdId := Prd.PId; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Analizzo il Prodotto: trim(de) ( trim(prd.fornitore) ) Ricavo: Ricavo ); DBMS_OUTPUT.NEW_LINE; counter2 := 0; for Prd2 in pippo loop Cost_Diff := abs(prd2.costo - Cst)/Prd2.Costo; if Cost_Diff <= 0.20 then 12

13 END; / DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Simile a: trim(prd2.descrizione) ( trim(prd2.fornitore) ) ); counter2 := counter2 + 1; end if; end loop; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Raggruppati < to_char(counter2) > prodotti ); DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( ); end if; counter := counter + 1; end loop; DBMS_OUTPUT.PUT_LINE( Sono stati analizzati to_char(counter) prodotti ); 13