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Data-Science-For-Beginners 第 05 课实战：用 VS Code SQLite 扩展查询 airports.db 机场数据库

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本篇指南基于 Data-Science-For-Beginners 课程第 05 课（Relational Databases，关系型数据库）的课后作业 assignment.md（法语版，对应英文版 assignment.md）展开：围绕仓库自带的示例数据库 airports.db，完整讲解从安装 Visual Studio Code 的 SQLite 扩展、打开数据库、查看表结构，到编写SELECT与JOIN查询返回城市/机场信息的全部实操过程。读完并动手完成后，你将掌握在 VS Code 中操作 SQLite 单文件数据库的完整工作流，并能独立写出带WHERE过滤与内连接（INNER JOIN）的 SQL 查询。

为什么用“两张表 + 外键”来建模机场数据

在动手查询之前，先理解这份示例数据库的设计意图，这是理解后续所有查询的前提。关系型数据库的核心思想是把信息拆分散落在多张表中，再通过关系（外键）把它们拼回来看——第 05 课正文用“城市 + 多年份降雨量”的例子解释了为什么单表存储会导致数据冗余：要么每行重复城市名与国家名，要么每新增一年就要改表结构。拆表之后，子表只保存指向主表的编号即可。

airports数据库正是这一思想的落地：因为一座城市可能拥有多个机场（例如伦敦有 6 个），所以数据被拆成Cities和Airports两张表，机场表通过city_id外键指回城市表。从 airports.db 文件的真实建表语句（sqlite_master中的 DDL）可以看到其精确结构：

CREATE TABLE Cities ( id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, city text NOT NULL, country text NOT NULL ); CREATE TABLE Airports ( id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name TEXT, code TEXT, city_id INTEGER, FOREIGN KEY(city_id) REFERENCES Cities(id) );

可以看到：两张表都使用AUTOINCREMENT自增整数主键；Cities.city与Cities.country带有NOT NULL约束，而Airports.city_id允许为NULL——这个细节会在后面讲解 JOIN 结果行数时用到。

环境准备：VS Code + SQLite 扩展

作业给出的工具链是Visual Studio Code + SQLite 扩展（Marketplace 上的 alexcvzz.vscode-sqlite 扩展），它允许你在编辑器里直接打开.db文件并执行 SQL。按原作业步骤配置系统：

1. 到 Visual Studio Code 官网按指引安装 VS Code；
2. 在扩展市场（Marketplace）中搜索并安装SQLite扩展。

关于该扩展的更多用法，可直接查看扩展自带的文档页面。

下载并打开 airports.db

作业要求先把示例数据库拿到本地。由于本仓库已经自带该文件，直接使用仓库内的 airports.db 即可，无需另行下载。后续步骤：

1. 将airports.db文件所在目录用 Visual Studio Code 打开；
2. 按Ctrl-Shift-P（macOS 为Cmd-Shift-P）打开命令面板，输入SQLite: Open database；
3. 选择Choose database from file，打开airports.db文件；
4. 数据库打开后界面不会有明显变化（这是正常现象）；再按Ctrl-Shift-P/Cmd-Shift-P，输入SQLite: New query新建一个查询窗口；
5. 在新查询窗口中即可编写并执行 SQL，执行查询的快捷键是Ctrl-Shift-Q（macOS 为Cmd-Shift-Q）。

数据库模式（Schema）速览

作业文档给出的模式说明如下：

其中 PK 为主键（Primary Key），FK 为外键（Foreign Key）。对照上文的真实 DDL，文档描述与数据库文件完全一致。打开数据库后，你可以用下面两条语句自行验证模式（这也是排查“表叫什么、列叫什么”最可靠的方式）：

-- 查看数据库中所有表 .tables -- 查看某张表的建表语句 .schema Cities .schema Airports

实际数据规模（可直接查询验证）：

SELECT COUNT(*) FROM Cities; -- 170：其中英国（United Kingdom）154 个，爱尔兰（Ireland）16 个 SELECT COUNT(*) FROM Airports; -- 181

Cities表覆盖英国与爱尔兰的城市，例如 Belfast（id=2）、Manchester、Dublin 等；Airports表中的code为 ICAO 四字代码，如 EGAA（Belfast International Airport）、EGLL（London Heathrow Airport）。

作业任务：四条查询逐一实现

原作业要求“Create queries to return the following information”：

1. Cities表中所有城市名；
2. Cities表中所有爱尔兰城市；
3. 所有机场名称及其所在城市与国家；
4. 英国伦敦的所有机场。

下面给出每条任务的完整 SQL 与经数据库实际执行验证过的预期结果。

任务 1：所有城市名

最直接的单表查询——SELECT指定列、FROM指定表：

SELECT city FROM Cities;

执行后返回 170 行，例如 Belfast、Enniskillen、Londonderry、Birmingham、Manchester 等。注意 SQL 关键字不区分大小写，但表名、列名在 SQLite 中按定义区分大小写，建议表名保持Cities/Airports原样书写。

任务 2：所有爱尔兰城市

需要过滤条件，使用WHERE子句按country列精确匹配：

SELECT city, country FROM Cities WHERE country = 'Ireland';

返回 16 行：Cork、Galway、Dublin、Shannon、Sligo、Waterford 等。WHERE子句支持=、>、<、LIKE等谓词，这里用的是等值匹配，字符串字面量用单引号包裹。

任务 3：机场名称 + 城市 + 国家（两表内连接）

机场信息（name、code）在Airports表，而城市与国家在Cities表，必须用INNER JOIN把两张表在city_id这条“接缝”上拼起来：

SELECT Airports.name, Cities.city, Cities.country FROM Airports INNER JOIN Cities ON Airports.city_id = Cities.id;

结果共 180 行，示例：

有一个值得注意的“坑”：Airports表有 181 行，而本查询只返回 180 行。原因是存在一行Newcastle Aerodrome（代码 EINC）的city_id为NULL，在 INNER JOIN 语义下，它无法与Cities表中任何id匹配，因此被排除——这正是内连接“只保留两表都能匹配上的行”的定义。若想确认这类“孤儿”记录，可以用：

-- 查找无法关联到任何城市的机场（结果：EINC Newcastle Aerodrome，1 行） SELECT a.name, a.code FROM Airports a LEFT JOIN Cities c ON a.city_id = c.id WHERE c.id IS NULL;

任务 4：英国伦敦的所有机场

在任务 3 的基础上追加WHERE过滤，同时限定城市名与国家，避免未来数据中出现同名城市时产生歧义：

SELECT Airports.name, Airports.code, Cities.city, Cities.country FROM Airports INNER JOIN Cities ON Airports.city_id = Cities.id WHERE Cities.city = 'London' AND Cities.country = 'United Kingdom';

执行后返回 6 行，伦敦的机场一览：

这条查询也印证了作业文档中“因为一座城市可能有多个机场，所以拆成两张表”的设计动机——伦敦恰好是“一城多港”的典型。

评分标准（Rubric）

原作业采用三档评分框架（assignment.md 中的 Rubric 表头）：

对照上文已验证的结果行数即可自检：任务 1 应为 170 行、任务 2 为 16 行、任务 3 为 180 行、任务 4 为 6 行。行数不符通常意味着过滤条件写错（例如任务 4 漏掉country条件、任务 3 误用了CITIES.id之外的关联列）。

小结与后续学习

本文完整覆盖了第 05 课作业的全部内容：从 VS Code + SQLite 扩展的环境配置、命令面板操作（SQLite: Open database/SQLite: New query/ Ctrl-Shift-Q 执行）、Cities与Airports的表结构与真实 DDL，到四条SELECT查询的可复制实现与经验证的预期结果，并顺带澄清了 INNER JOIN 对NULL外键行的过滤行为。

下一步建议：

• 重读 第 05 课正文，巩固主键（PK）、外键（FK）与INNER JOIN的概念推导；
• 在查询窗口中把INNER JOIN换成LEFT JOIN重跑任务 3，观察Newcastle Aerodrome一行以NULL城市出现，直观对比两种 JOIN 的差异；
• 继续 第 06 课，学习 JSON、电子表格等非关系型数据形态，与本课的表结构模型形成对照。

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