postgresql-子查询

简介

子查询（Subquery）是指嵌套在其他 SELECT、INSERT、UPDATE 以及 DELETE 语句中的
查询语句。
子查询的作用与多表连接查询有点类似，也是为了从多个关联的表中返回或者过滤数据。

例如，我们想要知道哪些员工的月薪大于平均月薪，可以通过子查询实现：

select e.first_name, e.last_name, e.salary
 from employees e
where salary > (select avg(salary) from employees);

其中，WHERE 子句中使用了一个子查询，用于计算平均月薪。PostgreSQL 在执行以上语句
时，先执行子查询返回平均月薪；然后将该值传递给外查询使用。
子查询必须位于括号中，也称为内查询，包含子查询的查询语句被称为外查询。除了 WHERE
子句之外，其他子句中也可以使用子查询，例如 SELECT 列表、FROM 子句等。

派生表

FROM 子句中的子查询被称为派生表（Derived table），语法如下：

SELECT column1, column2, ...
 FROM (subquery) AS table_alias;

其中子查询相当于创建了一个临时表 table_alias。以下语句用于获取每个部门的总月薪：

select d.department_name,
 ds.sum_salary
 from departments d
 join (select department_id,
 sum(salary) as sum_salary
 from employees
 group by department_id) ds
 on (d.department_id = ds.department_id);

其中，子查询返回了部门编号和部门月薪合计；然后再和 departments 表进行连接查询。

IN 操作符

如果 WHERE 子查询返回多个记录，可以使用 IN 操作符进行条件过滤：

SELECT d.department_id,
 d.department_name
 FROM departments d
WHERE d.department_id in (SELECT department_id FROM employees WHERE
hire_date >= date '2008-01-01');

以上查询返回了存在 2008 年 01 月 01 日以后入职员工的部门。如果想要返回包含该日期之
前入职的员工的部门，可以使用 NOT IN 操作符。
除了 IN 之外，还有一些其他进行类似过滤的操作符。

ALL 操作符

ALL 操作符与比较运算符一起使用，可以将一个值与子查询返回的列表进行比较：

SELECT first_name, last_name, salary
 FROM employees
WHERE salary > all (SELECT salary FROM employees WHERE department_id = 80);

以上语句返回了月薪比销售部门（department_id = 80）所有员工都高的员工。
其他比较运算符也可以与 ALL 进行组合，例如 salary < ALL 表示月薪比销售部门所有员工
都低的员工。

ANY 操作符

ANY 操作符和 ALL 操作符使用方法类似，只是效果不同：

SELECT first_name, last_name, salary
 FROM employees
WHERE salary > any (SELECT salary FROM employees WHERE department_id = 80);

以上语句返回了月薪比销售部门（department_id = 80）任何员工高的员工。
ANY 也可以和其他比较运算符一起使用，例如= ANY 实际上和 IN 的作用相同。
另外，SOME 和 ANY 是同义词。

关联子查询

有一类子查询，它们会引用外部查询中的列，因而与外部查询产生关联，被称为关联子查询。

返回月薪大于所在部门平均月薪的员工：

select first_name, last_name, salary
from employees o
where o.salary > (select avg(salary) from employees i where i.department_id
= o.department_id);

可以看到，子查询中使用了外查询的字段（o.department_id）。对于外部查询中的每个
员工，运行子查询返回他/她所在部门的平均月薪，然后传递给外部查询进行判断。

关联子查询对于外查询中的每一行都会运行一次（数据库可能会对此进行优化），而非
关联子查询在整个查询运行时只会执行一次

以下语句在 SELECT 列表中使用关联子查询，返回每个部门的总月薪，和上文示例
相同：

SELECT d.department_name,
 (SELECT SUM(salary)
 FROM employees e
 WHERE e.department_id = d.department_id) AS sum_salary
 FROM departments d
 ORDER BY d.department_name;

横向子查询

子查询只能引用外查询中的字段，而不能使用同一层级中其他表中的字段

SELECT d.department_name,
 t.avg_salary
 FROM departments d
 JOIN (SELECT avg(e.salary) AS avg_salary
 FROM employees e
 WHERE e.department_id = d.department_id) t;
SQL Error [42601]: ERROR: syntax error at end of input
 Position: 209

以上语句在 JOIN 中引用了左侧 departments 表中的字段，产生了语法错误。为此，我们需
要使用横向子查询（LATERAL subquery）。通过增加 LATERAL 关键字，子查询可以引用左侧
表中的列：

select d.department_name,
 t.sum_salary
 from departments d
cross join lateral (select sum(e.salary) as sum_salary
 from employees e
 where e.department_id = d.department_id) t;

以上语句同样返回了每个部门的名称和总月薪。

EXISTS 操作符

EXISTS 操作符用于检查子查询结果的存在性。如果子查询返回任何结果，EXISTS 返回 True；
否则，返回 False。

返回了存在 2008 年 01 月 01 日以后入职员工的部门

select 
d.department_id ,
d.department_name 
from cps.public.departments d 
where exists (
select 1 from cps.public.employees e where e.hire_date >= date('2008-01-01')
);

NOT EXISTS 操作符执行相反的操作，即子查询不返回任何结果，NOT EXISTS 返回 True；
否则，返回 False。

[NOT] IN 用于检查某个值是否属于（=）子查询的结果列表，[NOT] EXISTS 只检查子查询
结果的存在性。如果子查询的结果中存在 NULL，NOT EXISTS 结果为 True；但是，NOT IN 结
果为 False，因为 NOT (X = NULL) 的结果为 NULL。例如：

以上语句查找没有任何员工的部门，结果返回了 16 条记录。如果使用 NOT IN 操作符：

select d.department_id,
 d.department_name
 from departments d
where d.department_id not in (select department_id from employees);

查询没有返回任何结果，因为有一个员工不属于任何部门，导致子查询的结果中包含 NULL：