九、子查询

0. 引入

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。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

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 salaryFROM employeesWHERE last_name = 'Abel');

1.2 子查询的基本使用

• 子查询的基本语法结构：

• 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
  • 子查询要包含在括号内
  • 将子查询放在比较条件的右侧
  • 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

1.3.1 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

• 多行子查询

1.3.2 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。

2. 单行子查询

2.1 单行比较操作符

2.2 代码实例

题目：查询工资大于149号员工工资的员工的信息

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);

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);

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

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

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

子查询不返回任何行

2.6 非法使用子查询

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

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

3.1 多行比较操作符

3.2 代码示例

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

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

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

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

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。

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

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 GROUPBY department_id) e2 WHERE e1.`department_id` = e2.department_id # 内连接
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 
ON 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_idFROM 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 employeesWHERE department_id = d.department_id);

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 employeesADD(department_name VARCHAR2(14)); 
# 2） 
UPDATE employees e 
SET department_name = (SELECT department_name 
FROM departments d 
WHERE e.department_id = d.department_id);

4.4 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)

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。

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。

结论

• 在 SELECT 中，除了 GROUP BY 和 LIMIT 外，其他位置都可以声明子查询

SELECT ...,...,...(存在聚合函数)
FROM ... (LEFT / RIGHT) JOIN ... ON ...
WHERE 不包含聚合函数的过滤条件
GROUP BY ...,...
HAVING 包含聚合函数的过滤条件
ORDER BY ...,...(ASC / DESC)
LIMIT ...,...