MySQL数据库入门到大牛_基础_09_子查询(子查询分类方法；单行子查询，多行子查询；相关子查询)

前面的第三章到第八章中，我们讲的是查询，查询的基本结构已经进行了介绍，聚合函数学习完后已经介绍了查询语句的完整的执行流程。

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。本章也是查询的最后一章，难度也达到了顶峰，在实际开发中写查询是最多的。

查询中需要重点关注的是多表查询和子查询，下篇中会讲到优化，主要的还是针对的是查询的优化，查询中也是更多关注多表查询和子查询。

文章目录

    • 1. 需求分析与问题解决
      • 1.1 实际问题
      • 1.2 子查询的基本使用
      • 1.3 子查询的分类
    • 2. 单行子查询
      • 2.1 单行比较操作符
      • 2.2 代码示例
      • 2.3 HAVING 中的子查询
      • 2.4 CASE中的子查询
      • 2.5 子查询中的空值问题
      • 2.6 非法使用子查询
    • 3. 多行子查询
      • 3.1 多行比较操作符
      • 3.2 代码示例
      • 3.3 空值问题
    • 4. 相关子查询
      • 4.1 相关子查询执行流程
      • 4.2 代码示例
      • 4.3 EXISTS 与 NOT EXISTS关键字
      • 4.4 相关更新
      • 4.5 相关删除
    • 5. 抛一个思考题
    • 6. 第九章练习

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. 需求分析与问题解决

1.1 实际问题

在这里插入图片描述

现有解决方式：

#方式一：
SELECT salary
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel';

SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > 11000;

#方式二：自连接
SELECT e2.last_name,e2.salary
FROM employees e1,employees e2
WHERE e1.last_name = 'Abel'
AND e1.`salary` < e2.`salary`

#方式三：子查询
SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE last_name = 'Abel'
		);

在这里插入图片描述

1.2 子查询的基本使用

  • 子查询的基本语法结构：狭义上的子查询指的就是下图中红色方框框选部分，整体结构上是包含了子查询，所以整体可以广义的说其为子查询

在这里插入图片描述

  • 子查询（内查询）在主查询之前一次执行完成。上图中红色方框框选内容
  • 子查询的结果被主查询（外查询）使用 。红色方框框选之外的内容
  • 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(美观和可读性考虑)
    • 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

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

    在这里插入图片描述

  • 多行子查询

在这里插入图片描述

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。

举例：

上面“谁的工资比Abel的高？”的例子就是一个不相关子查询，外查询需要将所有符合的数据与内查询的结果比较，外查询的结果不管谁来都是与 11000比较。

相关子查询：查询工资大于本部门平均工资的员工信息

分析：要查员工及工资，需要将员工与其对应部门的平均工资比较，不同部门的平均工资有差异，而员工与其对应部门的平均工资是具有相关性的，内查询的部门平均工资是与外查询员工数据相关的，这种情况就称为相关子查询。

不相关子查询：查询工资大于本公司平均工资的员工信息

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(外查询数据与内查询结果具有相关性，例如上例中员工工资与部门平均工资之间存在相关性)。

以下介绍先从不相关子查询开始，后对相关子查询单独做一节介绍。

2. 单行子查询

单行子查询即内查询只返回一个数据，供外查询使用。涉及到了单行子查询的操作符。

2.1 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

2.2 代码示例

理论上的已经讲的差不多了，下面将会以例子的方式来进行介绍

子查询的编写技巧：

思路1：从里往外写

思路2：从外往里写

题目：查询工资大于149号员工工资的员工的信息

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

题目：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);

在这里插入图片描述

题目：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);

在这里插入图片描述

题目：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

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(了解即可)

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);

2.3 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。

题目：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
HAVING   MIN(salary) >
                       (SELECT MIN(salary)
                        FROM   employees
                        WHERE  department_id = 50);

2.4 CASE中的子查询

在CASE表达式中使用单列子查询：

题目：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 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;

2.5 子查询中的空值问题

查询last_name为Haas的job_id，然后看员工中与其job_id 相同的员工name和job_id

发现是没有数据，因为公司中没有Haas这个人，那么内查询中结果就是一个空值，也就不会出现数据的情况，这种不会报错，只是最终不会返回结果。

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

在这里插入图片描述

子查询不返回任何行

2.6 非法使用子查询

下例中内查询查出的是各个部门的最低工资，显然得到的是多行数据，然后使用"=“来进行判断，”="属于单行操作符，因此属于非法使用，就会报错。

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

在这里插入图片描述

多行子查询使用单行比较符

3. 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

3.1 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

体会 ANY 和 ALL 的区别

3.2 代码示例

将上节最后一个例子使用IN关键字改写为正确形式：查各个部门最低工资，并且查询哪些员工的工资恰好是最低工资

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

题目：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

<>是不等于

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

题目：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

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

题目：查询平均工资最低的部门id

#方式1：
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
				) dept_avg_sal
			)

#方式2：
SELECT department_id
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING AVG(salary) <= ALL (
				SELECT AVG(salary) avg_sal
				FROM employees
				GROUP BY department_id
)

3.3 空值问题

查询不是manager_id的last_name

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

在这里插入图片描述

上述没查到的原因是因为内查询结果manager_id中存在一个null的，外查询返回的就是一个空。

4. 相关子查询

4.1 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。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

说明：子查询中使用主查询中的列

4.2 代码示例

题目：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

outer是表别名

在这里插入图片描述

方式二：在 FROM 中使用子查询

SELECT last_name,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`;

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。

在ORDER BY 中使用子查询：

题目：查询员工的id,salary,按照department_name 排序

SELECT employee_id,salary
FROM employees e
ORDER BY (
	  SELECT department_name
	  FROM departments d
	  WHERE e.`department_id` = d.`department_id`
	);

题目：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);

4.3 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
  • 如果在子查询中存在满足条件的行：
    • 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。

题目：查询公司管理者的employee_id，last_name，job_id，department_id信息

方式一：

SELECT employee_id, last_name, job_id, department_id
FROM   employees e1
WHERE  EXISTS ( SELECT *
                 FROM   employees e2
                 WHERE  e2.manager_id = 
                        e1.employee_id);

方式二：自连接

SELECT DISTINCT e1.employee_id, e1.last_name, e1.job_id, e1.department_id
FROM   employees e1 JOIN employees e2
WHERE e1.employee_id = e2.manager_id;

方式三：

SELECT employee_id,last_name,job_id,department_id
FROM employees
WHERE employee_id IN (
		     SELECT DISTINCT manager_id
		     FROM employees
		     
		     );

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

SELECT department_id, department_name
FROM departments d
WHERE NOT EXISTS (SELECT 'X'
                  FROM   employees
                  WHERE  department_id = d.department_id);

在这里插入图片描述

上面介绍的相关子查询我们是以查询为例说明的，其实放到整个增删改查中，内部是个查询，外部可能不是查询，此处因为还没有介绍增删改，以下先做一个了解

4.4 相关更新

UPDATE table1 alias1
SET    column = (SELECT expression
                 FROM   table2 alias2
                 WHERE  alias1.column = alias2.column);

使用相关子查询依据一个表中的数据更新另一个表的数据。

题目：在employees中增加一个department_name字段，数据为员工对应的部门名称

# 1）
ALTER TABLE employees
ADD(department_name VARCHAR2(14));

# 2）
UPDATE employees e
SET department_name =  (SELECT department_name 
	                       FROM   departments d
	                       WHERE  e.department_id = d.department_id);

4.5 相关删除

 DELETE FROM table1 alias1
 WHERE column operator (SELECT expression
                        FROM   table2 alias2
                        WHERE  alias1.column = alias2.column);

使用相关子查询依据一个表中的数据删除另一个表的数据。

题目：删除表employees中，其与emp_history表皆有的数据

DELETE FROM employees e
WHERE employee_id in  
           (SELECT employee_id
            FROM   emp_history 
            WHERE  employee_id = e.employee_id);

5. 抛一个思考题

问题： 谁的工资比Abel的高？

解答：

#方式1：自连接
SELECT e2.last_name,e2.salary
FROM employees e1,employees e2
WHERE e1.last_name = 'Abel'
AND e1.`salary` < e2.`salary`

#方式2：子查询
SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE last_name = 'Abel'
		);

问题： 以上两种方式有好坏之分吗？

解答： 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 DBMS 的处理过程中，对于自连接的处理速度要比子查询快得多。

6. 第九章练习

第九章练习见“章节练习”文件夹，可作为知识点及面试题使用

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