【SQL】嵌套查詢與子查詢

前言

sql的嵌套查詢可以說是sql語句中比較復雜的一部分，但是掌握好了的話就可以提高查詢效率。下面將介紹帶in的子查詢、帶比較運算符的子查詢、帶any/all的子查詢、帶exists的子查詢以及基於派生表的子查詢。很多數據庫是不區分關鍵字大小寫的，並且關鍵字還會有高亮，所以我為了寫語句方便（不要頻繁切換大小寫或者按shift鍵）和看着方便（大寫一般還要在大腦中轉換下）關鍵字是使用小寫。

什么是SQL嵌套查詢

嵌套查詢指的是一個查詢語塊可以嵌套在另外一個查詢語句塊的where子句或者having子句中，前者為子查詢或內查詢，后者為父查詢或外查詢。

表的定義

例子使用的表的定義為：

create table `student`(
	`sno` char(12) collate utf8_bin not null primary key comment '學號',
	`sname` char(30) collate utf8_bin not null comment '姓名',
	`birthday` Date collate utf8_bin comment '出生日期'
)engine=InnoDB default charset=utf8 collate=utf8_bin comment '學號信息表';

create table `course`
(
	`cno` char(4) collate utf8_bin not null primary key comment '課程號',
	`cname` char(40) collate utf8_bin not null comment '課程名',
	`ceredit` smallint not null default 0 comment '學分'
)engine=InnoDB default charset=utf8 collate=utf8_bin comment '課程表';

create table `sc`
(
	`sno` char(12) collate utf8_bin not null comment '學號',
	`cno` char(4) collate utf8_bin not null comment '課程號',
	`score` smallint not null default 0 comment '成績'
)engine=InnoDB default charset=utf8 collate=utf8_bin comment '學生課程表';
#為sc表添加主鍵和外鍵
alter table `sc` add primary key (`sno`,`cno`);
alter table `sc` add foreign key(`sno`) references `student`(`sno`);
alter table `sc` add foreign key(`cno`) references `course`(`cno`);

帶in的子查詢

in關鍵字主要用於判斷表達式是否在多值列表中。返回在多值列表中的記錄。

#列出選修了C001課程的學生的學號、姓名
select sno, sname
from student
where sno in (select sno from sc where cno='C001');

這里子查詢里面沒有依賴父查詢，此種查詢也叫做不相關子查詢。

若子查詢條件依賴於父查詢，則為相關子查詢。

帶比較運算符的子查詢

帶比較運算符的子查詢指父查詢與子查詢之間通過比較運算符連接，並且子查詢返回的是單值，才可以用 = 、<、 >、 != 、>=、 <=等比較運算符連接。

#選出學號為2016110129的同學所選課程中的成績大於他平均成績的課程的課程號
select cno from sc as x
where score > 
(
	select avg(score) from sc as y where x.sno=y.sno and x.sno = '2016110129'
)
and sno = '2016110129';

這個子查詢依賴於父查詢，屬於相關子查詢。

因為這里將同一張表既作為父查詢的表又作為子查詢的表，所以將這張表取了兩個別名，以便區分。

【查詢過程】：將父查詢中的sno代入子查詢中sno進行匹配，然后判斷該記錄中的課程成績是否大於該學生的平均成績，符合條件則返回該記錄，否則繼續在子查詢中匹配該學生的下一條記錄。

帶any（some）或all的子查詢

子查詢返回單值時的比較，可以用上面的比較運算符，當返回多值時需要比較，就要使用any(some)或者all。

若是在與多值序列的比較中，只需要滿足與多值序列中的一個值滿足比較關系就返回true，則用any(some)。

若是在與多值序列的比較中，需要滿足與多值序列中的全部值滿足比較關系才返回true，則用all。

#查詢選課人數最多的課程號
select cno from sc
group by cno
having COUNT(*) >= all(select COUNT(*) from sc group by cno);

【查詢過程】：將sc表中的記錄按照cno進行分組，篩選記錄數最多的課程號。

 all(select COUNT(*) from sc group by cno)

是找出所有以cno分組的記錄數，是一個多值集合。使用>=也就是選出最大的值。

帶exists的子查詢

exists代表存在量詞，帶有EXISTS的子查詢不返回任何數據，只產生邏輯真值“true”或者邏輯假值“false”。
使用exists的嵌套語句，若子查詢結果不為空，則exists返回true，否則返回false。

使用exists引出的子查詢，其目標表達式列都使用*，因為帶exists的子查詢只返回真值或假值，給出列名無實際含義。

#列出選修了C001課程的學生的學號、姓名
select sno,sname from student
where exists(
select * from sc where sc.sno=student.sno and cno='C001'
);

【查詢過程】：從student的第一條記錄開始查詢，將第一條記錄代入子查詢中，在sc表中匹配該學生選課記錄，若匹配到則立刻返回真，父查詢中輸出該記錄；若匹配完后結果仍為空，否則返回假，繼續父查詢繼續代入下一條記錄到子查詢中查詢。

與in子查詢的區別：
在帶in的子查詢中，會遍歷sc表中所有記錄進行篩選，帶exists的查詢找到一條記錄就返回，不會遍歷整個表，所以帶EXISTS的查詢是一個優質查詢。

附加一題作為exists的練習
“查詢選了所有課程的學生”
這里需要使用雙層帶not exists(即不存在)關鍵詞的查詢。具體查詢語句如下：

#查詢選了所有課程的學生
select sno,sname from student where not exists(
	select * from course where not exists (
		select * from sc where sc.sno=student.sno and sc.cno=course.cno
	)
);

這個相當於一個進行一個雙重循環，因為是選出學生的信息，所以student表作為“外層循環”，course表作為“內循環”，在sc表中查詢學生的選課記錄是否存在。

把student表中第一個學生代入“內循環”，然后開始，在sc表中查詢該學生是否選了course表中所有課程。

如果遍歷了course表后，不存在沒有被選的課程（課程在sc表中沒有記錄），則說明該學生選了所有課程，內部not exists就會返回假，外部not exists返回為真，說明該學生不存在沒有選的課程，外部查詢輸出該學生的信息，然后開始下一個學生的查詢。

在遍歷course表時，若有一個課程沒有被選，則內部就會立刻返回真（不會繼續看下一門課程是否被選），外部查詢返回為假，說明該學生沒有選完所有課程，外部查詢就會開始下一個學生的查詢。

再附加一個練習
“找出被所有學生選了的課程的課程號和課程名”

select cno,cname from course where not exists(
	select * from student where not exists (
		select * from sc where sc.sno=student.sno and sc.cno=course.cno
	)
);

基於派生表的查詢

select 查詢的結果也是一張表，可以作為出現在from子句后面作為派生表進行查詢。

#求學分獲得8分以上學生的學號 平均分  以及總學分  
#需要注意此處的作用域不同，只有該課程的成績大於60才會獲得該課程的學分，平均分包括了所有課程（不及格和及格）
#思路：先將查詢到的總學分結果看做是一張表 再與sc表連接進行查詢平均分
select sc.sno,total_cre,avg(score) from
	(select sno,SUM(ceredit) as total_cre from sc,course where sc.cno=course.cno 
	and score >= 60
	group by sno 
	having SUM(ceredit) >= 8) as temptable, sc
where temptable.sno=sc.sno 
group by sc.sno,sum_cre;

小結

回顧了學習數據庫時的嵌套查詢，簡單總結了一番。當時覺得其中比較難理解的exists查詢，現在梳理了一下理解起來也沒有那么困難。sql語句還是要常寫，不然一些邏輯復雜點的語句就會理解不到。