七.MySQL子查询

一. 需求分析与问题解决

1.1 什么是子查询

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。

• 需求举例

#1. 由一个具体的需求，引入子查询
#需求：谁的工资比Abel的高？
#方式1：
SELECT salary
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel';

SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > 11000;

#方式2：自连接
SELECT e2.last_name,e2.salary
FROM employees e1,employees e2
WHERE e2.`salary` > e1.`salary` #多表的连接条件
AND e1.last_name = 'Abel';

#方式3：子查询
SELECT last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE last_name = 'Abel'
		);

1.2 子查询的基本使用

• 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

• 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 。

1.3 子查询的分类

• 角度1：从内查询返回的结果的条目数 单行子查询 vs 多行子查询

• 角度2：内查询是否被执行多次 相关子查询 vs 不相关子查询

比如：相关子查询的需求：查询工资大于本部门平均工资的员工信息。 不相关子查询的需求：查询工资大于本公司平均工资的员工信息。

二. 单行子查询

2.1 单行比较操作符

注意：只能在单行子查询中使用（即：只返回一条结果的SELECT查询语句）

2.2 代码示例

#题目：查询工资大于149号员工工资的员工的信息

SELECT employee_id,last_name,salary
FROM employees
WHERE salary > (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE employee_id = 149
		);

#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号员工的manager_id和department_id相同的其他员工
#的employee_id，manager_id，department_id。
#方式1：
SELECT employee_id,manager_id,department_id
FROM employees
WHERE manager_id = (
		    SELECT manager_id
		    FROM employees
		    WHERE employee_id = 141
		   )
AND department_id = (
		    SELECT department_id
		    FROM employees
		    WHERE employee_id = 141
		   )
AND employee_id <> 141;

#方式2：了解
SELECT employee_id,manager_id,department_id
FROM employees
WHERE (manager_id,department_id) = (
				    SELECT manager_id,department_id
			            FROM employees
				    WHERE employee_id = 141
				   )
AND employee_id <> 141;

2.3 HAVING 中的子查询

#题目：查询最低工资大于110号部门最低工资的部门id和其最低工资

SELECT department_id,MIN(salary)
FROM employees
WHERE department_id IS NOT NULL
GROUP BY department_id
HAVING MIN(salary) > (
			SELECT MIN(salary)
			FROM employees
			WHERE department_id = 110
		     );

2.4 CASE中的子查询

#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

#4.2 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');
                 

2.5 非法使用子查询

#4.3 非法使用子查询
#错误：Subquery returns more than 1 row
SELECT employee_id, last_name
FROM   employees
WHERE  salary =
                (SELECT   MIN(salary)
                 FROM     employees
                 GROUP BY department_id);    

三. 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

3.2 代码示例

#5.1 多行子查询的操作符： IN  ANY ALL SOME(同ANY)

#5.2举例：
# IN:
SELECT employee_id, last_name
FROM   employees
WHERE  salary IN
                (SELECT   MIN(salary)
                 FROM     employees
                 GROUP BY department_id); 
                 
# ANY / ALL:
#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

SELECT employee_id,last_name,job_id,salary
FROM employees
WHERE job_id <> 'IT_PROG'
AND salary < ANY (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE job_id = 'IT_PROG'
		);

#题目：返回其它job_id中比job_id为‘IT_PROG’部门所有工资低的员工的员工号、
#姓名、job_id 以及salary
SELECT employee_id,last_name,job_id,salary
FROM employees
WHERE job_id <> 'IT_PROG'
AND salary < ALL (
		SELECT salary
		FROM employees
		WHERE job_id = 'IT_PROG'
		);
		
#题目：查询平均工资最低的部门id
#MySQL中聚合函数是不能嵌套使用的。
#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
				) t_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

#5.3 空值问题
SELECT last_name
FROM employees
WHERE employee_id NOT IN (
			SELECT manager_id
			FROM employees
			);

四. 相关子查询

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。

简而言之，就是在内查询中使用了外查询中的表

4.1 代码示例

#回顾：查询员工中工资大于公司平均工资的员工的last_name,salary和其department_id
#6.1 
SELECT last_name,salary,department_id
FROM employees
WHERE salary > (
		SELECT AVG(salary)
		FROM employees
		);
		
#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1：使用相关子查询
SELECT last_name,salary,department_id
FROM employees e1
WHERE salary > (
		SELECT AVG(salary)
		FROM employees e2
		WHERE department_id = e1.`department_id`
		);

#方式2：在FROM中声明子查询
SELECT e.last_name,e.salary,e.department_id
FROM employees e,(
		SELECT department_id,AVG(salary) avg_sal
		FROM employees
		GROUP BY department_id) t_dept_avg_sal
WHERE e.department_id = t_dept_avg_sal.department_id
AND e.salary > t_dept_avg_sal.avg_sal


#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`
	) ASC;
        

#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 *
FROM job_history;

SELECT employee_id,last_name,job_id
FROM employees e
WHERE 2 <= (
	    SELECT COUNT(*)
	    FROM job_history j
	    WHERE e.`employee_id` = j.`employee_id`
		)

结论：在SELECT中，除了GROUP BY 和 LIMIT之外，其他位置都可以声明子查询！

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。
• 代码演示

#题目：查询公司管理者的employee_id，last_name，job_id，department_id信息
#方式1：自连接
SELECT DISTINCT mgr.employee_id,mgr.last_name,mgr.job_id,mgr.department_id
FROM employees emp JOIN employees mgr
ON emp.manager_id = mgr.employee_id;

#方式2：子查询

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

#方式3：使用EXISTS
SELECT employee_id,last_name,job_id,department_id
FROM employees e1
WHERE EXISTS (
	       SELECT *
	       FROM employees e2
	       WHERE e1.`employee_id` = e2.`manager_id`
	     );

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

#方式1：
SELECT d.department_id,d.department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;

#方式2：
SELECT department_id,department_name
FROM departments d
WHERE NOT EXISTS (
		SELECT *
		FROM employees e
		WHERE d.`department_id` = e.`department_id`
		);

SELECT COUNT(*)
FROM departments;