『 MySQL篇 』：MySQL表的聚合与联合查询
| 基础篇 | MySQL系列专栏(持续更新中 …) |
|---|---|
| 1 | 『 MySQL篇 』：库操作、数据类型 |
| 2 | 『 MySQL篇 』：MySQL表的CURD操作 |
| 3 | 『 MySQL篇 』：MySQL表的相关约束 |
| 4 | 『 MySQL篇 』：MySQL表的聚合与联合查询 |
目录
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- 一. 聚合查询
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- 1.1 聚合函数
- 1.2 `GROUP BY`子句
- 1.3 `HAVING`子句
- 二 . 多表关系
- 三、联合查询
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- 3.1 内连接
- 3.2 外连接
- 3.3 自连接
- 3.4 合并查询
- 3.4 子查询
-
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一. 聚合查询
1.1 聚合函数
一般情况下，我们需要的聚合数据(总和，平均数，最大最小值等)并不总是存储在表中。 但是，可以通过执行存储数据的计算来获取它。
MySQL提供了许多聚合函数，包括AVG，COUNT，SUM，MIN，MAX等。除COUNT函数外，其它聚合函数在执行计算时会忽略NULL值 , 同时 , 聚合函数不允许嵌套使用 .
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| count(列名或表达式) | 返回查询到的数据的个数 |
| sum(列名或表达式) | 返回查询到的数据的和, (不是数字没有意义) |
| avg(列名或表达式) | 返回查询到的数据的平均值 |
| max(列名或表达式) | 返回查询到的数据的最大值 |
| min（列名或表达式) | 返回查询到的数据的最小值 |
以上的聚合函数可以在列名和表达式之前加上
distinct, 先对查询到的数据进行去重, 再进行计算
下面,我们将创建一组示例数据,对以上的聚合函数进行演示,
--- 创建学生成绩表
mysql> create table exam(
-> id int primary key comment '学号',
-> name varchar(20) comment '学生姓名',
-> email varchar(50) not null comment '电子邮箱',
-> chinese decimal(4,1) comment '语文成绩',
-> english decimal(4,1) comment '英语成绩',
-> math decimal(4,1) comment'数学成绩'
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
--- 插入学生成绩数据
mysql> insert into exam values(202301,'张华','[email protected]',69,112,110),
-> (202302,'李三','[email protected]',115.5,120,89),
-> (202303,'宋七','[email protected]',110,113,66),
-> (202304,'王五','[email protected]',89,65,78),
-> (202305,'赵四','[email protected]',90,112,130),
-> (202306,'李八','[email protected]',null,null,null);
Query OK, 6 rows affected (0.01 sec)
Records: 6 Duplicates: 0 Warnings: 0
---学生成绩表结构
mysql> desc exam;
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
| id | int(11) | NO | PRI | NULL | |
| name | varchar(20) | YES | | NULL | |
| email | varchar(50) | NO | | NULL | |
| chinese | decimal(4,1) | YES | | NULL | |
| english | decimal(4,1) | YES | | NULL | |
| math | decimal(4,1) | YES | | NULL | |
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
6 rows in set (0.00 sec)
--- 数据详表
mysql> select * from exam;
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
| id | name | email | chinese | english | math |
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
| 202301 | 张华 | 123452@163.com | 69.0 | 112.0 | 110.0 |
| 202302 | 李三 | 1452563@163.com | 115.5 | 120.0 | 89.0 |
| 202303 | 宋七 | 36215465@qq.com | 110.0 | 113.0 | 66.0 |
| 202304 | 王五 | 15547522@163.com | 89.0 | 65.0 | 78.0 |
| 202305 | 赵四 | 15623355@163.com | 90.0 | 112.0 | 130.0 |
| 202306 | 李八 | 18625222@163.com | NULL | NULL | NULL |
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
6 rows in set (0.01 sec)
count()函数
使用 count()函数 可以返回数据表中的行数 , 允许对表中所有符合特定条件的所有行进行计数 .
#计算表中的总行数
mysql> select count(*) from exam;
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 6 |
+----------+
1 row in set (0.01 sec
#计算表中chinese中的总行数
mysql> select count(math) from exam;
+-------------+
| count(math) |
+-------------+
| 5 |
+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
#计算表中english列的总行数,并去重
mysql> select count(distinct english) from exam;
+-------------------------+
| count(distinct english) |
+-------------------------+
| 4 |
+-------------------------+
1 row in set (0.01 sec)
COUNT(*)函数计算包含NULL和非NULL值的行，即：所有行 , 而count (列名) 进行计算时 , 不会将值为NULL的行计算在内, 即所有的非空行 . count(distinct 列名) 则会返回不包含空值的唯一行数 .
结合where语句进行使用
#查询exam表当中, 英语成绩为112的人数
mysql> select count(english) from exam where english = 112;
+----------------+
| count(english) |
+----------------+
| 2 |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
sum()函数
SUM()函数返回一组值的总和，SUM()函数忽略NULL值。如果找不到匹配行，则SUM()函数返回NULL值。
#计算数学成绩的总和, 并命名为emath
mysql> select sum(math) as emath from exam;
+-------+
| emath |
+-------+
| 473.0 |
+-------+
1 row in set (0.00 sec)
#计算英语成绩低于120分的成绩总和
mysql> select sum(english) from exam where english < 120;
+--------------+
| sum(english) |
+--------------+
| 402.0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
avg()函数
AVG()函数计算一组值的平均值。 它计算过程中是忽略NULL值的 , 使用 avg() 函数可以的到 一组数据的平均值 .
# 计算所有同学的语文成绩的平均值
mysql> select avg(chinese) from exam;
+--------------+
| avg(chinese) |
+--------------+
| 94.70000 |
+--------------+
1 row in set (0.03 sec)
#计算总分的平均分
mysql> select avg(math+chinese+english) as 总均分 from exam;
+-----------+
| 总均分 |
+-----------+
| 293.70000 |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
MAX()函数
MAX()函数返回一组值中的最大值。MAX()函数在许多查询中非常方便，例如查找最大数量，最昂贵的产品以及客户的最大付款数等 .
# 查询总分最高的同学总分
mysql> select max(math+english+chinese) as 总成绩 from exam;
+--------+
| 总成绩 |
+--------+
| 332.0 |
+--------+
1 row in set (0.00 sec)
#查询单科英语成绩的最高分的姓名
mysql> select max(english) from exam;
+--------------+
| max(english) |
+--------------+
| 120.0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
不使用
max()函数的情况 , 也可以使用order by对数据集进行降序,并使用limit字句对结果集进行降序排序
mysql> select (chinese+math+english) as total from exam order by total desc limit 1;
+-------+
| total |
+-------+
| 332.0 |
+-------+
1 row in set (0.00 sec)
如果要找到总成绩最高的同学的全部信息 , 需要使用子查询进行
# 查询总成绩最高的同学信息
mysql> select *
-> from exam
-> where chinese+math+english = (select max(chinese+math+english)
-> from exam
-> );
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
| id | name | email | chinese | english | math |
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
| 202305 | 赵四 | 15623355@163.com | 90.0 | 112.0 | 130.0 |
+--------+------+------------------+---------+---------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
Min()函数
Min()函数用于返回一组值当中的最小值 , 通常用于 查询一组数据当中最小的值 , 如 最小单价, 最小分数 等 , 和 max() 函数的用法类似 。
# 查询最小的总分
mysql> select min(math + english + chinese) as total from exam;
+-------+
| total |
+-------+
| 232.0 |
+-------+
1 row in set (0.00 sec)
#查询最小总分的全部信息
mysql> select * from exam
where chinese+english+math = (select min(math + english + chinese) as total from exam);
+--------+------+------------------+---------+---------+------+
| id | name | email | chinese | english | math |
+--------+------+------------------+---------+---------+------+
| 202304 | 王五 | 15547522@163.com | 89.0 | 65.0 | 78.0 |
+--------+------+------------------+---------+---------+------+
1 row in set (0.00 sec)
MySQL 当中除了一些常用的聚合函数外 , 还包括一些字符串函数 , 日期时间函数 , 控制流函数等 , 下面再列举一些比较常见的其他函数 .
IFNULL函数
IFNULL函数 是MySQL控制流函数之一，它接受两个参数 ， 如果不是 NULL ，则返回第一个参数，否则IFNULL函数 返回第二个参数
IFNULL(expression_1,expression_2);
如果expression_1不为NULL，则IFNULL函数返回expression_1; 否则返回expression_2的结果。
示例表如下所示：
#查找某位同学的联系方式 （如果电话为空，使用邮箱）
mysql> select name,ifnull(phone,email) as 联系方式 from exam;
+------+------------------+
| name | 联系方式 |
+------+------------------+
| 张华 | 13225631456 |
| 李三 | 15698475235 |
| 宋七 | 15236486952 |
| 王五 | 15547522@163.com |
| 赵四 | 13562698745 |
| 李八 | 18625222@163.com |
+------+------------------+
6 rows in set (0.00 sec)
#其中，王五和李八的电话为空，则使用其电子邮箱作为其联系方式。
- 日期、时间函数
| now()函数 | 返回当前日期和时间。 |
|---|---|
| month()函数 | 返回一个表示指定日期的月份的整数。 |
| year()函数 | 返回日期值的年份部分。 |
| dayname()函数 | 获取指定日期的工作日的名称。 |
| round(数据，n) 函数 | 表示返回的数据保留n位小数 |
mysql> select year('2018-01-01');
+--------------------+
| year('2018-01-01') |
+--------------------+
| 2018 |
+--------------------+
1 row in set
mysql> select dayname('2018-01-01') dayname;
+---------+
| dayname |
+---------+
| Monday |
+---------+
1 row in set
1.2 GROUP BY子句
GROUP BY子句通过列或表达式的值将一组行分组为一个小分组的汇总行记录。GROUP BY子句为每个分组返回一行。换句话说，它减少了结果集中的行数，当GROUP BY子句与聚合函数相结合时， 可以返回每个分组的单个值。
#示例职工表
mysql> create table emp(
-> id int primary key auto_increment,
-> name varchar(20) not null,
-> role varchar(20) not null,
-> salary numeric(11,2)
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
mysql> insert into emp(name, role, salary) values
-> ('张三','科员', 2000.54),
-> ('宋七','副厅', 8996.99),
-> ('赵四','科员', 1800.11),
-> ('李八','科长', 4540.5),
-> ('宋九','科员', 2356.33);
Query OK, 5 rows affected (0.01 sec)
Records: 5 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> select * from emp;
+----+------+------+---------+
| id | name | role | salary |
+----+------+------+---------+
| 1 | 张三 | 科员 | 2000.54 |
| 2 | 宋七 | 副厅 | 8996.99 |
| 3 | 赵四 | 科员 | 1800.11 |
| 4 | 李八 | 科长 | 4540.50 |
| 5 | 宋九 | 科员 | 2356.33 |
+----+------+------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)
对职工表进行分组查询 ， 查询已知数据当中每个职位的最低和最高工资
mysql> select role,max(salary),min(salary) from emp group by role;
+------+-------------+-------------+
| role | max(salary) | min(salary) |
+------+-------------+-------------+
| 副厅 | 8996.99 | 8996.99 |
| 科员 | 2356.33 | 1800.11 |
| 科长 | 4540.50 | 4540.50 |
+------+-------------+-------------+
3 rows in set (0.00 sec)
1.3 HAVING子句
GROUP BY子句进行分组以后，需要对分组结果再进行条件过滤时，不能使用 WHERE 语句，而需要使用HAVING子句
再次对上述的职工表进行操作，找出最高工资大于4000的职工职位角色和工资
mysql> select role,max(salary) from emp group by role having max(salary) > 4000;
+------+-------------+
| role | max(salary) |
+------+-------------+
| 副厅 | 8996.99 |
| 科长 | 4540.50 |
+------+-------------+
2 rows in set (0.00 sec)
条件筛选可以使用where, order by, limit等来实现，也可以不使用
HAVING子句和where语句的使用区别
- 分组之前指定条件, 也就是先筛选再分组, 使用
where关键字. - 分组之后指定条件, 也就是先分组再筛选, 使用
group by关键字
where和group by语法上要注意区分, where语句紧跟在表名后, 而having跟在group by后 .
示例：查询工资小于5000的职工中，各职工角色的平均工资（保留两位小数）
mysql> select role,round(avg(salary)) from emp where salary < 5000 group by role;
+------+--------------------+
| role | round(avg(salary)) |
+------+--------------------+
| 科员 | 2052 |
| 科长 | 4541 |
+------+--------------------+
2 rows in set (0.01 sec)
二 . 多表关系
- 概述
项目开发当中,在进行数据库的表结构设计时,会根据业务需求和业务模块之间的关系,分析并设计表结构,由于业务之间相互关联,所以各个表结构之间也存在着某种联系 , 基本上分为三种: 一对多/多对多/一对一.
- 一对多(多对一)
案例 : 班级与学生的关系
关系 : 一个班级拥有多个学生 , 一个学生属于一个班级
实现 : 在多的 一方(学生) 建立外键, 指向另一方的主键
- 多对多
案例 : 学生与课程的关系
关系 :一名学生可以选修多门课程 , 一门课程也可以供多个学生来选择 .
实现 : 建立第三张中间表, 中间表中至少包含两个外键,分别关联两表的主键
- 一对一
案例 : 用户与用户详情之间的关系
关系 : 多用于单表拆分 , 将一张表的基础字段放在一张表当中 , 其他详情字段放在另一张表当中,以提升操作效率
实现 : 在任意一方加入外键,关联另一方的主键 , 并设置外键是唯一的
三、联合查询
实际开发当中往往要使用多个表的的数据,所以需要多表联合查询 , 多表联合查询时是对多张表的数据取笛卡尔积 , 然后对联合表中筛选出需要的数据
对n条记录的表A和m条记录的表B进行笛卡尔积，一共会产生n*m条记录, 当两张表的数据量很大的时候, 这个操作就非常危险了 , 需要慎重使用
mysql> select * from class;
+----------+------------+
| id | name |
+----------+------------+
| 1 | 计科1班 |
| 2 | 计科2班 |
+----------+------------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from student;
+------+--------+----------+
| id | name | class_id |
+------+--------+----------+
| 1 | 张三 | 1 |
| 2 | 李四 | 1 |
| 3 | 王五 | 2 |
| 4 | 赵六 | 2 |
+------+--------+----------+
#两个表进行笛卡尔集之后可以得到结果
mysql> select * from student, class;
+------+--------+----------+----------+------------+
| id | name | class_id | id | name |
+------+--------+----------+----------+------------+
| 1 | 张三 | 1 | 1 | 计科1班 |
| 1 | 张三 | 1 | 2 | 计科2班 |
| 2 | 李四 | 1 | 1 | 计科1班 |
| 2 | 李四 | 1 | 2 | 计科2班 |
| 3 | 王五 | 2 | 1 | 计科1班 |
| 3 | 王五 | 2 | 2 | 计科2班 |
| 4 | 赵六 | 2 | 1 | 计科1班 |
| 4 | 赵六 | 2 | 2 | 计科2班 |
+------+--------+----------+----------+------------+
8 rows in set (0.00 sec)
上述两表进行笛卡尔集之后 ， 得到了 4 * 2 即 8 条的结果 ， 在这之中只有class_id相同的数据才是有效数据 ， 所以要添加限制条件 才能筛选出有效数据
3.1 内连接
内连接查询的是两张表交集的部分
- 隐式内连接
select 字段列表 from 表1 ，表2 where ... = .. .;
- 显式内连接
select 字段列表 from 表1 inner join 表2 on 连接条件
以上述两张学生表和课程表为例 ， 查询一名学生的姓名 ， 以及该学生所在的班级名称
#隐式内连接
mysql> select student.name, class.name from class,student
-> where student.class_id = class.id;
+------+---------+
| name | name |
+------+---------+
| 张三 | 计科1班 |
| 李四 | 计科1班 |
| 王五 | 计科2班 |
| 赵六 | 计科2班 |
+------+---------+
4 rows in set (0.01 sec)
# 也可以对表名起一个别名
mysql> select s.name, c.name from class c,student s
-> where s.class_id = c.id;
+------+---------+
| name | name |
+------+---------+
| 张三 | 计科1班 |
| 李四 | 计科1班 |
| 王五 | 计科2班 |
| 赵六 | 计科2班 |
+------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
#显式内连接
mysql> select student.name, class.name from student inner join class on student.class_id = class.id;
+------+---------+
| name | name |
+------+---------+
| 张三 | 计科1班 |
| 李四 | 计科1班 |
| 王五 | 计科2班 |
| 赵六 | 计科2班 |
+------+---------+
4 rows in set (0.03 sec)
3.2 外连接
- 左外连接
相当于查询表1(左表)所有的数据包含表1和表2交集部分的数据
select 字段列表 from 表1 left join 表2 on 条件 ... ;
- 右外连接
相当于查询表2(右表)的所有数据 , 包含表1 和表2 交集部分的数据
select 字段列表 from 表1 right join 表2 on 条件 ....;
示例:
#表结构如下所示
mysql> select * from class;
+----+---------+
| id | name |
+----+---------+
| 1 | 计科1班 |
| 2 | 计科2班 |
| 3 | NULL |
+----+---------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from student;
+----+------+----------+
| id | name | class_id |
+----+------+----------+
| 1 | 张三 | 1 |
| 2 | 李四 | 1 |
| 3 | 王五 | 2 |
| 4 | 赵六 | 2 |
| 5 | 宋六 | NULL |
+----+------+----------+
5 rows in set (0.01 sec)
mysql> select * from student left join class on student.class_id = class.id;
+----+------+----------+------+---------+
| id | name | class_id | id | name |
+----+------+----------+------+---------+
| 1 | 张三 | 1 | 1 | 计科1班 |
| 2 | 李四 | 1 | 1 | 计科1班 |
| 3 | 王五 | 2 | 2 | 计科2班 |
| 4 | 赵六 | 2 | 2 | 计科2班 |
| 5 | 宋六 | NULL | NULL | NULL |
+----+------+----------+------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from class left join student on class.id = student.class_id;
+----+---------+------+------+----------+
| id | name | id | name | class_id |
+----+---------+------+------+----------+
| 1 | 计科1班 | 1 | 张三 | 1 |
| 1 | 计科1班 | 2 | 李四 | 1 |
| 2 | 计科2班 | 3 | 王五 | 2 |
| 2 | 计科2班 | 4 | 赵六 | 2 |
| 3 | NULL | NULL | NULL | NULL |
+----+---------+------+------+----------+
5 rows in set (0.00 sec)
#使用左外连接或者右外连接的前提一般是 , 需求的列中部分元素为空值,直接使用内连接无法显示出来,所以采用左外连接或者 右外连接
3.3 自连接
自连接指的是在同一张表内连接自身进行查询 ,自连接查询可以是内连接查询也可以是外连接查询 . (自连接查询中表必需起别名)
select 字段列表 from 表A 别名A join 表A 别名B on 条件
案例 : 员工表中包含以下字段 : 员工 id , 员工姓名 name,员工年龄 age , 员工领导managerid
# 查询员工以及所属领导的名称 (内)
select a.name,b.name from emp a,emp b where a.managerid = b.id;
(查询的结果不包含领导为null的字段)
# 查询所有员工及其领导的名字 , 如果员工没有领导, 也需要查询出来
select a.name '员工',b.name '领导' from emp a left join emp b on a.managerid = b.id;
#使用左外连接会将所有员工的姓名全部显示出来, 包括没有领导的
3.4 合并查询
在实际应用中，为了合并多个select的执行结果，可以使用集合操作符 union，union all。使用UNION和UNION ALL时，前后查询的结果集中，字段需要一致。
union all
该操作符用于取得两个结果集的并集。当使用该操作符时，不会去掉结果集中的重复行(合并后的结果中包含重复行)
select * from course where id<3
union all
select * from course where name= '数据结构';
# 当查询字段不一致时会报错
union
该操作符用于取得两个结果集的并集。当使用该操作符时，会自动去掉结果集中的重复行
select * from course where id<3
union
select * from course where name= '数据结构';
同理 or
select * from course where id < 3 or name = '数据结构';
union查询时，在索引列查询速度快,or,in采用的是全表扫描机制更适用于非索引列查找。
3.4 子查询
- 概念 : SQL语句中嵌套select语句 , 称为嵌套查询 , 又称子查询 .
select * from table1 where column1 = (select column1 fropm table2);
子查询外部的语句可以是 : INSERT / UPDATE / SELECT 中的任何一个
- 标量子查询
子查询返回的结果为单个值(数字,字符串,日期)等, 常用操作符: = <> > >= < <=
#查询张三同学的同班同学
select * from student where class_id =(select class_id from student where name = '张三');
- 列子查询
子查询返回的结果是 一列(可以是多行) ,这种子查询称为列子查询 .
常用的操作符为 : IN , NOT IN , ANY ,ALL
# 查询选修课程名称为语文或者英语的分数信息 (in)
select * from score where course_id in
(select id from course where name='语文' or name='英文');
#查询语文课程分数大于其他任意一名学生的信息(any)
select * from score where grade>any(select grade from score where course_id = (select class_id from student where name = '语文'));
- exists关键字
exists( )内子查询语句返回结果不为空，说明where条件成立就会执行主sql语句。如果为空就表示where条件不成立，sql语句就不会执行。not exists 和 exists相反，子查询语句结果为空，则表示where条件成立，执行sql语句。否则不执行。
- 在from子句中使用子查询：子查询语句出现在from子句中。这里要用到数据查询的技巧，把一个子查询当做一个临时表使用
-- 获取“计算机1班”的平均分，将其看作临时表
select avg( sco.score ) score from
score sco
join student stu ON sco.student_id = stu.id
join classes cls ON stu.classes_id = cls.id
where cls.NAME = '计算机1班';