第九章：子查询

第九章：子查询

9.1：子查询的基本使用

1. 子查询的基本语法结构

   SELECT ....
   FROM ....
   WHERE expr operator (SELECT ...
                        FROM ...
                        WHERE ...);
   

   • 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
     1. 子查询要包含在括号内。
     2. 将子查询放在比较条件的右侧。
     3. 单行操作符对应单行子查询，多行操作符对应多行子查询

2. 子查询的分类

   • 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。

   • 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。

9.2：单行子查询

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

2. 代码示例

   • 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
     	      );
     

   • 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
     		);
     

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。

   • 查询最低工资大于110号部门最低工资的部门id和其最低工资

     SELECT department_id, MIN(salary)
     FROM employees
     WHERE department_id IS NOT NULL
     GROUP BY department_id
     HAVING MIN(salary) > (
     		      SELECT MIN(salary)
     		      FROM employees
     		      WHERE department_id = 110
     		      );
     

4. CASE中的子查询

   • 显示员工的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 employee_id, last_name, CASE department_id 
     								WHEN (
         								   SELECT department_id 
                                               FROM departments 
                                               WHERE location_id = 1800) THEN 'Canada'
     								ELSE 'USA' END "location"
     FROM employees;
     

5. 子查询中的空值问题

   SELECT last_name, job_id
   FROM employees
   WHERE job_id = (
       	# 子查询为NULL
   		SELECT job_id
   		FROM employees
   		WHERE last_name = 'Haas'
   		);
   

6. 非法使用子查询语句

   # 错误代码：1242
   # Subquery returns more than 1 row
   SELECT employee_id, last_name
   FROM employees
   WHERE salary = (
   		SELECT MIN(salary)
   		FROM employees
   		GROUP BY department_id
   		);
   

9.3：多行子查询

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值比较
   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

2. 实例代码

   • 返回其他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'
     		  );
     

   • 返回其他job_id中比job_id为IT_PROG部门所有工资都低的员工的员工、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'
     		  );
     

   • 查询平均工资最低的部门id。

     # 方式一
     SELECT department_id
     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
     			) t_dept_avg_sal
     		);
     		
     # 方式二
     SELECT department_id
     FROM employees
     GROUP BY department_id
     HAVING AVG(salary) <= ALL(
     		SELECT AVG(salary) avg_sal
     		FROM employees
     		GROUP BY department_id
     		);
     

3. 空值问题

   • 一行数据都没有

     SELECT last_name
     FROM employees
     WHERE employee_id NOT IN(
     		SELECT manager_id
     		FROM employees
     		);
     

9.4：相关子查询

1. 相关子查询执行流程

   ​ 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。
   

2. 代码示例

   • 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: 相关子查询
     SELECT last_name, salary, department_id
     FROM employees e1
     WHERE salary > (
     		SELECT AVG(salary)
     		FROM employees e2
     		WHERE department_id = e1.`department_id`
     		);
     		
     # 方式二: 在FROM中使用子查询
     SELECT e.last_name, e.salary, e.department_id
     FROM employees e, (
     		SELECT department_id, AVG(salary) avg_sal
     		FROM employees
     		GROUP BY department_id) t_dept_avg_sal
     WHERE e.`department_id` = t_dept_avg_sal.department_id
     AND e.salary > t_dept_avg_sal.avg_sal;
     

   • 查询员工的id、salary，按照department_name排序。

     # 在ORDER  BY中使用子查询
     SELECT employee_id, salary
     FROM employees e
     ORDER BY (
     	SELECT department_name
     	FROM departments d
     	WHERE e.`department_id` = d.`department_id`
     	) ASC;
     

3. EXISTS与NOT EXISTS关键字

   关联子查询通常也会和EXISTS操作符一起来使用，用来检查在子查询中是否存在满足条件的行。

   • 如果在子查询中不存在满足条件的行：条件返回FALSE、继续在子查询中查找
   • 如果在子查询中满足条件的行：不在子查询中继续查找、条件返回TRUE
   • NOT EXISTS关键字表示如果不存在某种条件，则返回TRUE，否则返回FALSE。

   查询公司管理者的employee_id、last_name、job_id、department_id信息。

   #方式1：自连接
   SELECT DISTINCT mgr.employee_id, mgr.last_name, mgr.job_id, mgr.department_id
   FROM employees emp JOIN employees mgr
   ON emp.manager_id = mgr.`employee_id`;
   
   #方式2：子查询
   SELECT employee_id, last_name, job_id, department_id
   FROM employees
   WHERE employee_id IN (
   		SELECT DISTINCT manager_id
   		FROM employees
   		);
   
   #方式3：使用EXISTS
   SELECT employee_id, last_name, job_id, department_id
   FROM employees e1
   WHERE EXISTS (
   		SELECT * 
   		FROM employees e2
   		WHERE e1.`employee_id` = e2.`manager_id`
   		);
   

   查询departments表中，不存在于employees表中的部门的department_id和department_name。

   #方式1：
   SELECT d.department_id, d.department_name
   FROM employees e RIGHT JOIN departments d
   ON e.`department_id` = d.`department_id`
   WHERE e.`department_id` IS NULL;
   
   #方式2：
   SELECT department_id, department_name
   FROM departments d
   WHERE NOT EXISTS (
   		SELECT *
   		FROM employees e
   		WHERE d.`department_id` = e.`department_id`
   		);
   

4. 一个思考题

   • 自连接和子查询两种方式有好坏之分吗？

     ​ 自连接方式好。

     ​ 题目中可以使用子查询，也可以使用自连接。一般情况建议你使用自连接，因为在许多BDMS的处理过程中，对于自连接的处理速度要比子查询快得多。

     ​ 可以这样理解：子查询实际上是通过未知表进行查询后的条件判断，而自连接是通过已知的自身数据表进行条件判断，因此在大部分DBMS中都对自连接处理进行了优化。