第17章子查询

2024-11-21 12:57:47

一、介绍子查询

1.1 介绍

子查询指一个查询语句嵌套在另一个查询语句内部的查询，这个特性从MySQL 4.1开始引入。 SQL 中子查询的使用大大增强了 SELECT 查询的能力，因为很多时候查询需要从结果集中获取数据，或者需要从同一个表中先计算得出一个数据结果，然后与这个数据结果（可能是某个标量，也可能是某个集合）进行比较。

1.2 子查询的基本使用

1.2.1 基本语法结构

1.2.2 执行过程与注意事项

执行过程：

子查询（内查询）在主查询之前一次执行完成。
子查询的结果被主查询（外查询）使用。

注意事项：

子查询要包含在括号内。
将子查询放在比较条件的右侧。放在左侧也可以，只是可读性差。
单行操作符对应单行子查询，多行操作符对应多行子查询。

1.3 子查询的分类

1.3.1 分类方式1：

我们按内查询的结果返回一条还是多条记录，将子查询分为单行子查询、多行子查询。

单行子查询：

多行子查询：

1.3.2 分类方式2：

我们按内查询是否被执行多次，将子查询划分为 相关(或关联)子查询 和 不相关(或非关联)子查询 。

子查询从数据表中查询了数据结果，如果这个数据结果只执行一次，然后这个数据结果作为主查询的条件进行执行，那么这样的子查询叫做不相关子查询。

同样，如果子查询需要执行多次，即采用循环的方式，先从外部查询开始，每次都传入子查询进行查询，然后再将结果反馈给外部，这种嵌套的执行方式就称为相关子查询。

二、需求分析与问题解决

方式一：不使用子查询的情况下的解决方式

#方式一：会与数据库服务器有两次交互，效率低
SELECT salary
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel'; # 先查询Abel的工资

SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > 11000; # 再将这个工资作为筛选条件

方式二：使用自连接

# 方式二：使用自连接，利用了笛卡尔积，效率低
SELECT t1.last_name, t1.salary
FROM employees t1 JOIN employees t2 
WHERE t1.last_name = 'Abel' 
AND t2.salary > t1.salary;

方式三：使用子查询

SELECT last_name,salary    # 外查询
FROM employees
WHERE salary > (    # 内查询
	SELECT salary
	FROM employees
	WHERE last_name = 'Abel'
);

三、单行子查询

3.1 单行比较操作符

操作符	含义
=	equal to
>	greater than
>=	greater than or equal to
<	less than
<=	less than or equal to
<>	not equal to

3.2 代码示例

示例1：查询工资大于149号员工工资的员工信息。

SELECT last_name, salary
FROM employees
WHERE salary > (
	SELECT salary
	FROM employees
	WHERE employee_id = 149
);

示例2：返回job_id与141号员工相同，salary比143号员工多的员工姓名，job_id和工资

SELECT last_name,job_id,salary
FROM employees
WHERE job_id = (
	SELECT job_id
	FROM employees
	WHERE employee_id = 141
) AND salary > (
	SELECT salary
	FROM employees
	WHERE employee_id = 143
)

示例3：返回公司工资最少的员工的last_name,job_id和salary

SELECT last_name,job_id,salary
FROM employees
WHERE salary = (
	SELECT MIN(salary)
	FROM employees
)

示例4：查询与141号或174号员工的manager_id和department_id相同的其他员工的employee_id， manager_id，department_id

实现方式1：不成对比较。（可能会与题目有歧义：比如查询出来的员工可能manager_id与174号相同，department_id与141号员工相同。那么这条数据就是不正确的）

SELECT employee_id, manager_id, department_id
FROM employees
WHERE manager_id IN (
	SELECT manager_id
	FROM employees
	WHERE employee_id IN (174,141))
AND department_id IN (
	SELECT department_id
	FROM employees
	WHERE employee_id IN (174,141))
AND employee_id NOT IN(174,141);

实现方式2：成对比较

SELECT employee_id,manager_id,department_id
FROM employees
WHERE (manager_id,department_id) IN (
	SELECT manager_id,department_id
	FROM employees
	WHERE employee_id IN (141,174)
) AND employee_id NOT IN (141,174);

3.3 HAVING 中的子查询

首先执行子查询。

向主查询中的HAVING 子句返回结果。

示例：查询最低工资大于50号部门最低工资的部门id和其最低工资

SELECT department_id, MIN(salary)
FROM employees
GROUP BY department_id IS NOT NULL
HAVING MIN(salary) > (
	SELECT MIN(salary)
	FROM employees
	WHERE department_id = 50);

3.4 CASE中的子查询

在case表达式中使用单列子查询：

示例：：显式员工的employee_id,last_name和location。其中，若员工department_id与location_id为1800 的department_id相同，则location为’Canada’，其余则为’USA’。

SELECT 
CASE department_id
	WHEN (SELECT department_id FROM departments WHERE location_id = 1800) THEN
		'Canada'
	ELSE
		'USA'
END 'location'
FROM employees;

3.5 子查询中的空值问题

如果子查询不返回任何行，那么最终结果也将没有返回任何结果。

SELECT last_name, job_id
FROM employees
WHERE job_id =(
	SELECT job_id
	FROM employees
	WHERE last_name = 'Haas');

2.6 非法使用子查询

多行子查询使用了单行比较符。

SELECT employee_id, last_name
FROM employees
WHERE salary = (
	SELECT MIN(salary)
	FROM employees
	GROUP BY department_id);

四、多行子查询

也称为集合比较子查询
内查询返回多行
使用多行比较操作符

4.1 多行比较操作符

操作符	含义
IN	等于列表中的任意一个。
ANY	需要和单行比较操作符一起使用，和子查询返回的某一个（任一）值比较。（任何一个）
ALL	需要和单行比较操作符一起使用，和子查询返回的所有值比较。
SOME	实际上是ANY的别名，作用相同，一般常使用ANY。

4.2 WHERE中使用子查询

返回其它job_id中比job_id为‘IT_PROG’部门任一工资低的员工的员工号、姓名、job_id 以及salary

SELECT employee_id, last_name, job_id, salary
FROM employees
WHERE job_id <> "IT_PROG" AND salary < ANY (
	SELECT salary FROM employees WHERE job_id = 'IT_PROG'
)

4.3 WHERE中使用子查询

返回其它job_id中比job_id为‘IT_PROG’部门所有工资都低的员工的员工号、姓名、job_id以及 salary

SELECT employee_id, last_name, job_id, salary
FROM employees
WHERE job_id <> "IT_PROG" AND salary < ALL (
	SELECT salary FROM employees WHERE job_id = 'IT_PROG'
)

4.4 HAVING中使用子查询

查询平均工资最低的部门id

# 方式一：升序之后取第一条
SELECT department_id, AVG(salary)
FROM employees
GROUP BY department_id
ORDER BY AVG(salary) ASC
LIMIT 1

# 方式二：要满足子查询中所有的，则只需小于等于最小的
SELECT department_id,AVG(salary)
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING AVG(salary) <= ALL (
	SELECT AVG(salary)
	FROM employees
	GROUP BY department_id)
	
# 方式三 (MYSQL中聚合函数是不能嵌套使用的，Oracle中可以。MIN(AVG(salary)) )
SELECT department_id,AVG(salary)
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING AVG(salary) = 
(
	SELECT MIN(avg_sal)
	FROM (
		SELECT AVG(salary) avg_sal
		FROM employees
		GROUP BY department_id) dept_avg_sal
	)

4.5 空值问题

# 查询employee表中所有管理者的last_name
SELECT last_name
FROM employees
WHERE employee_id IN (
	SELECT manager_id
	FROM employees
);

# 查询employee表中所有非管理者的last_name
SELECT last_name
FROM employees
WHERE employee_id NOT IN (
	SELECT manager_id
	FROM employees
	# WHERE manager_id IS NOT NULL
);

剖析：子查询中查询的employee表中所有管理者的manager_id，得出的结果中有一空值NULL。

①如果不刨除该空值，在查询所有管理者的last_name的案例中。外查询使用关键字IN，则employee_id符合子查询结果中一值即可返回1。

②如果不刨除该空值，在查询所有非管理者的last_name的的案例中。外查询使用关键字NOT IN，则employee_id需要对比内查询结果中所有值，若都不存在才可返回1。但是对比NULL值的时候会返回NULL，于是将导致外查询结果为空。

③刨除该空值，在查询所有非管理者的last_name的的案例中。将能够正确返回所有非管理者的last_name。

五、相关子查询

5.1 相关子查询的执行流程

如果子查询的执行依赖于外部查询，通常情况下都是因为子查询中的表用到了外部的表，并进行了条件关联，因此每执行一次外部查询，子查询都要重新计算一次，这样的子查询就称之为 关联子查询。相关子查询按照一行接一行的顺序执行，主查询的每一行都执行一次子查询。

5.2 示例一（FROM中使用子查询）

查询员工中工资大于本部门平均工资的员工的last_name,salary和其department_id

# 方式一
SELECT last_name,salary,department_id
FROM employees outer_tab
WHERE salary > (
	SELECT AVG(salary)
	FROM employees inner_tab
	WHERE department_id = outer_tab.department_id
)
-- 解释：外查询从表中依次获取一条记录，将这条记录的department_id送入
-- 子查询中，子查询筛选出所有该部门的记录并计算出平均值，将平均值返
-- 回给外查询，外查询通过判断得出当前这条记录是否需要保留。

# 方式二：在FROM中使用子查询
SELECT e1.last_name,e1.salary,e1.department_id
FROM employees e1, 
		(SELECT department_id,AVG(salary) dept_avg_sal
		FROM employees 
		GROUP BY department_id) e2
WHERE e1.department_id = e2.department_id
AND e2.dept_avg_sal < e1.salary
-- 解释：from型的子查询：子查询是作为from的一部分，子查询要用()引起来，
-- 并且要给这个子查询取别名， 把它当成一张“临时的虚拟的表”来使用。

5.3 示例二（ORDER BY中使用子查询）

# 方式一
SELECT employees.department_id, employees.salary, departments.department_name
FROM employees JOIN departments ON employees.department_id = departments.department_id
ORDER BY department_name

# 方式二：在ORDER BY中使用子查询
SELECT outer_tab.department_id, outer_tab.salary
FROM employees outer_tab
ORDER BY (
	SELECT department_name
	FROM departments inner_tab
	WHERE outer_tab.department_id = inner_tab.department_id
)

5.4 示例三

若employees表中employee_id与job_history表中employee_id相同的数目不小于2，输出这些相同 id的员工的employee_id,last_name和其job_id

SELECT e.employee_id, last_name,e.job_id
FROM employees e
WHERE 2 <= (SELECT COUNT(*)
	FROM job_history
	WHERE employee_id = e.employee_id);

5.5 小结：可以声明子查询的位置

在SELECT中，除了GROUP BY和LIMIT之外，其他位置都可以声明子查询！

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