什么是SQL子查询，如何使用SQL子查询

Z时代
2024-01-10
分类：综合

database

一、子查询
二、利用子查询进行过滤
三、作为计算字段使用子查询
四、小结

本文介绍什么是 SQL 子查询，如何使用它们。子查询常用于 WHERE 子句的 IN 操作符中，以及用来填充计算列。

一、子查询

SELECT 语句是 SQL 的查询。我们迄今为止所看到的所有 SELECT 语句都是简单查询，即从单个数据库表中检索数据的单条语句。

查询（query）
任何 SQL 语句都是查询。但此术语一般指 SELECT 语句。

SQL 还允许创建子查询（subquery），即嵌套在其他查询中的查询。为什么要这样做呢？理解这个概念的最好方法是考察几个例子。

二、利用子查询进行过滤

订单存储在两个表中。每个订单包含订单编号、客户 ID、订单日期，在 Orders 表中存储为一行。各订单的物品存储在相关的 OrderItems 表中。Orders 表不存储顾客信息，只存储顾客 ID。顾客的实际信息存储在 Customers 表中。

现在，假如需要列出订购物品 RGAN01 的所有顾客，应该怎样检索？下面列出具体的步骤。

(1) 检索包含物品 RGAN01 的所有订单的编号。

(2) 检索具有前一步骤列出的订单编号的所有顾客的 ID。

(3) 检索前一步骤返回的所有顾客 ID 的顾客信息。

上述每个步骤都可以单独作为一个查询来执行。可以把一条 SELECT 语句返回的结果用于另一条 SELECT 语句的 WHERE 子句。

也可以使用子查询来把 3 个查询组合成一条语句。

第一条 SELECT 语句的含义很明确，它对 prod_id 为 RGAN01 的所有订单物品，检索其 order_num 列。输出列出了两个包含此物品的订单：

SELECT order_num
FROM OrderItems
WHERE prod_id = "RGAN01";

输出：

order_num ----------- 20007 20008

现在，我们知道了哪个订单包含要检索的物品，下一步查询与订单 20007 和 20008 相关的顾客 ID。利用如何使用 SQL AND、OR、IN 和 NOT 过滤返回的数据介绍的 IN 子句，编写如下的 SELECT 语句：

SELECT cust_id
FROM Orders
WHERE order_num IN (20007,20008);

输出：

cust_id ---------- 1000000004 1000000005

现在，结合这两个查询，把第一个查询（返回订单号的那一个）变为子查询。请看下面的 SELECT 语句：

SELECT cust_id
FROM Orders
WHERE order_num IN (SELECT order_num
                    FROM OrderItems
                    WHERE prod_id = "RGAN01");

输出：

cust_id ---------- 1000000004 1000000005

在 SELECT 语句中，子查询总是从内向外处理。在处理上面的 SELECT 语句时，DBMS 实际上执行了两个操作。

首先，它执行下面的查询：

SELECT order_num FROM orderitems WHERE prod_id="RGAN01"

此查询返回两个订单号：20007 和 20008。然后，这两个值以 IN 操作符要求的逗号分隔的格式传递给外部查询的 WHERE 子句。外部查询变成：

SELECT cust_id FROM orders WHERE order_num IN (20007,20008)

可以看到，输出是正确的，与前面硬编码 WHERE 子句所返回的值相同。

提示：格式化 SQL
包含子查询的 SELECT 语句难以阅读和调试，它们在较为复杂时更是如此。如上所示，把子查询分解为多行并进行适当的缩进，能极大地简化子查询的使用。
顺便一提，这就是颜色编码起作用的地方，好的 DBMS 客户端正是出于这个原因使用了颜色代码 SQL。

现在得到了订购物品 RGAN01 的所有顾客的 ID。下一步是检索这些顾客 ID 的顾客信息。检索两列的 SQL 语句为：

SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_id IN (1000000004,1000000005);

可以把其中的 WHERE 子句转换为子查询，而不是硬编码这些顾客 ID：

SELECT cust_name, cust_contact
FROM Customers
WHERE cust_id IN (SELECT cust_id
                  FROM Orders
                  WHERE order_num IN (SELECT order_num
                                      FROM OrderItems
                                      WHERE prod_id = "RGAN01"));

输出：

cust_name cust_contact ----------------------------- -------------------- Fun4All Denise L. Stephens The Toy Store Kim Howard

为了执行上述 SELECT 语句，DBMS 实际上必须执行三条 SELECT 语句。最里边的子查询返回订单号列表，此列表用于其外面的子查询的 WHERE 子句。

外面的子查询返回顾客 ID 列表，此顾客 ID 列表用于最外层查询的 WHERE 子句。最外层查询返回所需的数据。

可见，在 WHERE 子句中使用子查询能够编写出功能很强且很灵活的 SQL 语句。对于能嵌套的子查询的数目没有限制，不过在实际使用时由于性能的限制，不能嵌套太多的子查询。

注意：只能是单列
作为子查询的 SELECT 语句只能查询单个列。企图检索多个列将返回错误。

注意：子查询和性能
这里给出的代码有效，并且获得了所需的结果。但是，使用子查询并不总是执行这类数据检索的最有效方法。更多的论述，请参阅如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表，其中将再次给出这个例子。

三、作为计算字段使用子查询

使用子查询的另一方法是创建计算字段。假如需要显示 Customers 表中每个顾客的订单总数。订单与相应的顾客 ID 存储在 Orders 表中。

执行这个操作，要遵循下面的步骤：

(1) 从 Customers 表中检索顾客列表；

(2) 对于检索出的每个顾客，统计其在 Orders 表中的订单数目。

正如前两课所述，可以使用 SELECT COUNT(*) 对表中的行进行计数，并且通过提供一条 WHERE 子句来过滤某个特定的顾客 ID，仅对该顾客的订单进行计数。

例如，下面的代码对顾客 1000000001 的订单进行计数：

SELECT COUNT(*) AS orders
FROM Orders
WHERE cust_id = 1000000001;

要对每个顾客执行 COUNT(*)，应该将它作为一个子查询。请看下面的代码：

SELECT cust_name,
       cust_state,
       (SELECT COUNT(*)
        FROM Orders
        WHERE Orders.cust_id = Customers.cust_id) AS orders
FROM Customers
ORDER BY cust_name;

输出：

cust_name cust_state orders ------------------------- ---------- ------ Fun4All IN 1 Fun4All AZ 1 Kids Place OH 0 The Toy Store IL 1 Village Toys MI 2

这条 SELECT 语句对 Customers 表中每个顾客返回三列：cust_name、cust_state 和 orders。

orders 是一个计算字段，它是由圆括号中的子查询建立的。该子查询对检索出的每个顾客执行一次。在此例中，该子查询执行了 5 次，因为检索出了 5 个顾客。

子查询中的 WHERE 子句与前面使用的 WHERE 子句稍有不同，因为它使用了完全限定列名，而不只是列名（cust_id）。它指定表名和列名（Orders.cust_id 和 Customers.cust_id）。

下面的 WHERE 子句告诉 SQL，比较 Orders 表中的 cust_id 和当前正从 Customers 表中检索的 cust_id：

WHERE Orders.cust_id = Customers.cust_id

用一个句点分隔表名和列名，在有可能混淆列名时必须使用这种语法。在这个例子中，有两个 cust_id 列：一个在 Customers 中，另一个在 Orders 中。如果不采用完全限定列名，DBMS 会认为要对 Orders 表中的 cust_id 自身进行比较。因为

SELECT COUNT(*) FROM Orders WHERE cust_id = cust_id

总是返回 Orders 表中订单的总数，而这个结果不是我们想要的：

SELECT cust_name,
       cust_state,
       (SELECT COUNT(*)
        FROM Orders
        WHERE cust_id = cust_id) AS orders
FROM Customers
ORDER BY cust_name;

输出：

cust_name cust_state orders ------------------------- ---------- ------ Fun4All IN 5 Fun4All AZ 5 Kids Place OH 5 The Toy Store IL 5 Village Toys MI 5

虽然子查询在构造这种 SELECT 语句时极有用，但必须注意限制有歧义的列。

注意：完全限定列名
你已经看到了为什么要使用完全限定列名，没有具体指定就会返回错误结果，因为 DBMS 会误解你的意思。
有时候，由于出现冲突列名而导致的歧义性，会引起 DBMS 抛出错误信息。
例如，WHERE 或 ORDER BY 子句指定的某个列名可能会出现在多个表中。
好的做法是，如果在 SELECT 语句中操作多个表，就应使用完全限定列名来避免歧义。