MySQL从零到有11：子查询和组合查询

概述

子查询是SQL查询中的重要一块，是我们基于多表之间进行数据聚合和判断的一种手段，使得我们的处理复杂数据更加的便捷，这一节我们主要来了解一下子查询。

先做一下数据准备，这边建立三张表：班级、学生、毕业成绩表，用于后面的操作：

drop database if exists `Helenlyn_Class`;
create database `Helenlyn_Class`;

/*班级表*/
DROP TABLE IF EXISTS `classes`;
CREATE TABLE `classes` (
  `classid` int primary key AUTO_INCREMENT comment '班级id',
  `classname` varchar(30) DEFAULT NULL comment '班级名称'
) ENGINE=InnoDB comment '班级表';

insert  into `classes`(`classname`)
values ('初三一班'),('初三二班'),('初三三班');

/*学生表：这边假设学生id和姓名都具有唯一性*/

DROP TABLE IF EXISTS `students`;
CREATE TABLE `students` (
  `studentid` int primary key NOT NULL AUTO_INCREMENT comment '学生id',
  `studentname` varchar(20) DEFAULT NULL comment '学生姓名',
  `score` DECIMAL(10,2) DEFAULT NULL comment '毕业成绩',
  `classid` int(4) DEFAULT NULL comment '所属班级id，来源于classes表的classid'
) ENGINE=InnoDB comment '学生表';
insert  into `students`(`studentname`,`score`,`classid`) values
('brand',97.5,1),('helen',96.5,1),('lyn',96,1),('sol',97,1),('weng',100,1),('diny',92.7,1),
('b1',81,2),('b2',82,2),('b3',83,2),('b4',84,2),('b5',85,2),('b6',86,2),
('c1',71,3),('c2',72.5,3),('c3',73,3),('c4',74,3),('c5',75,3),('c6',76,3);


/*毕业考核分数排名表*/
DROP TABLE IF EXISTS `scores`;
CREATE TABLE `scores`(
  `scoregrad` varchar(3) primary key  comment '等级：S、A、B、C、D',
  `downset`  int comment '分数评级下限',
  `upset` int comment '分数评级上限'
) comment '毕业考核分数排名表';
INSERT INTO `scores` values ('S', 91, 100),('A', 81, 90),('B', 71, 80),('C', 61, 70),('D', 51,60);

子查询

SQL支持创建子查询（ subquery） ，就是嵌套在其他查询中的查询 ，也就是说在select语句中会出现其他的select语句，我们称为子查询或内查询。而外部的select语句，称主查询或外查询。

子查询分类

按照查询的返回结果

1、单行单列（标量子查询）：返回的是一个具体列的内容，可以理解为一个单值数据；

2、单行多列（行子查询）：返回一行数据中多个列的内容；

3、多行单列（列子查询）：返回多行记录之中同一列的内容，相当于给出了一个操作范围；

4、多行多列（表子查询）：查询返回的结果是一张临时表；

按子查询位置区分

select后的子查询：仅仅支持标量子查询，即只能返回一个单值数据。

from型子查询：把内层的查询结果当成临时表，供外层sql再次查询，所以支持的是表子查询。

where或having型子查询：指把内部查询的结果作为外层查询的比较条件，支持标量子查询（单列单行）、列子查询（单列多行）、行子查询（多列多行）。

一般会和下面这几种方式配合使用：

   1）、in子查询：内层查询语句仅返回一个数据列，这个数据列的值将供外层查询语句进行比较。

   2）、any子查询：只要满足内层子查询中的任意一个比较条件，就返回一个结果作为外层查询条件。

   3）、all子查询：内层子查询返回的结果需同时满足所有内层查询条件。

   4）、比较运算符子查询：子查询中可以使用的比较运算符如  >、>=、<=、<、=、 <>

exists子查询：把外层的查询结果（支持多行多列），拿到内层，看内层是否成立，简单来说后面的返回true,外层（也就是前面的语句）才会执行，否则不执行。

下面我们一个个来测试。

select后子查询

位于select后面，仅仅支持标量子查询，即只能返回一个单值数据。比如上面的学生班级表，我们查询每个班级的学生数量，可以这么写：

mysql> select a.classid as 班级编号,a.classname as 班级名称,
(select count(*) from students b where b.classid = a.classid) as 学生数量
from classes a;
+----------+----------+----------+
| 班级编号 | 班级名称 | 学生数量 |
+----------+----------+----------+
|        1 | 初三一班 |        6 |
|        2 | 初三二班 |        6 |
|        3 | 初三三班 |        6 |
+----------+----------+----------+
3 rows in set

 查询学生brand 所属的班级，可以这么写：

mysql> select
(select classname from classes a,students b where a.classid = b.classid and b.studentname='brand')
as 班级;
+----------+
| 班级     |
+----------+
| 初三一班 |
+----------+
1 row in set

from后子查询

把内层的查询结果当成临时表，提供外层sql再次查询，支持的是表子查询。但是必须对子查询起别名，否则无法找到表。

查询每个班级的平均成绩：

mysql> select a.classid,avg(a.score) from students a group by a.classid;

+---------+--------------+
| classid | avg(a.score) |
+---------+--------------+
|       1 | 96.616667    |
|       2 | 83.500000    |
|       3 | 73.583333    |
+---------+--------------+
3 rows in set

查询毕业考核分数排名表：S开始从高到低排序。

mysql> select *  from scores order by upset desc;

+-----------+---------+-------+
| scoregrad | downset | upset |
+-----------+---------+-------+
| S         |      91 |   100 |
| A         |      81 |    90 |
| B         |      71 |    80 |
| C         |      61 |    70 |
| D         |      51 |    60 |
+-----------+---------+-------+
5 rows in set

如果综合两个查询结果，想查出 各个班级的平均成绩是位于什么段位，就可以用from后子查询，代码如下：

select a.classid as 班级id,a.avgscore 平均毕业分数,b.scoregrad 分数评级 from
(select classid,avg(score) as avgscore from students group by classid) as a,
scores b where a.avgscore between b.downset and b.upset;

+--------+--------------+----------+
| 班级id | 平均毕业分数 | 分数评级 |
+--------+--------------+----------+
|      1 | 96.616667    | S        |
|      2 | 83.500000    | A        |
|      3 | 73.583333    | B        |
+--------+--------------+----------+
3 rows in set

对于子表查询，必须提供别名，否则会提示：Every derived table must have its own alias，可以试试。

where和having型的子查询

根据我们上面提到过的内容，where或having后面，可以使用3种方式：标量子查询（单行单列行子查询）；列子查询（单列多行子查询）行子查询（多行多列）；

他有如下共同的特点：

1、一般用括号将子查询包起来。

2、子查询一般放在条件的右侧。

3、标量子查询，一般搭配着单行操作符使用，多行操作符   >、<、>=、<=、=、<>

4、列子查询，一般搭配着多行操作符使用

5、配合 in、not in、all、any使用，in是指列表中的任意一个，any是比较列表中任意一个 score>any(60,70,80) 则 score>60即可；all 是比较列表中所有,score > (60,70,80)，score需 >80。

单个标量子查询应用

就是where或者having后面只跟一个标量查询的，比如查询出比diny(92.7分)成绩好的同学：

mysql> select * from students a where a.score >(select b.score from students b where b.studentname='diny');
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|         1 | brand       | 97.5  |       1 |
|         2 | helen       | 96.5  |       1 |
|         3 | lyn         | 96    |       1 |
|         4 | sol         | 97    |       1 |
|         5 | weng        | 100   |       1 |
+-----------+-------------+-------+---------+
5 rows in set

多个标量子查询应用

where或者having后面只跟一个标量查询的，比如查询出比diny(92.7分)成绩差的同学，并且班级跟diny不在同一班：

mysql>  select * from students a where
a.score <(select b.score from students b where b.studentname='diny')
and a.classid <> (select b.classid from students b where b.studentname='diny') ;
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|         7 | b1          | 81    |       2 |
|         8 | b2          | 82    |       2 |
|         9 | b3          | 83    |       2 |
|        10 | b4          | 84    |       2 |
|        11 | b5          | 85    |       2 |
|        12 | b6          | 86    |       2 |
|        13 | c1          | 71    |       3 |
|        14 | c2          | 72.5  |       3 |
|        15 | c3          | 73    |       3 |
|        16 | c4          | 74    |       3 |
|        17 | c5          | 75    |       3 |
|        18 | c6          | 76    |       3 |
+-----------+-------------+-------+---------+
12 rows in set

子查询+分组函数

分别取出三个班级的平均成绩，并筛选出低于全年级的平均成绩的班级信息，使用having表达式

mysql> select a.classid,avg(a.score) as avgscore from students a group by a.classid
having avgscore < (select avg(score) from students);
+---------+-----------+
| classid | avgscore  |
+---------+-----------+
|       2 | 83.500000 |
|       3 | 73.583333 |
+---------+-----------+
2 rows in set

列子查询说明

列的子查询需要搭配多行操作符：in(not in)、any/some、all。使用distinct关键字进行去重可以提高执行效率。

列子查询+in：所有非三班的同学

mysql> select * from students a where a.classid in (select distinct b.classid from classes b where b.classid <3);
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|         1 | brand       | 97.5  |       1 |
|         2 | helen       | 96.5  |       1 |
|         3 | lyn         | 96    |       1 |
|         4 | sol         | 97    |       1 |
|         5 | weng        | 100   |       1 |
|         6 | diny        | 92.7  |       1 |
|         7 | b1          | 81    |       2 |
|         8 | b2          | 82    |       2 |
|         9 | b3          | 83    |       2 |
|        10 | b4          | 84    |       2 |
|        11 | b5          | 85    |       2 |
|        12 | b6          | 86    |       2 |
+-----------+-------------+-------+---------+
12 rows in set

列子查询+any：任意非三班的同学

mysql> select * from students a where a.classid = any (select distinct b.classid from classes b where b.classid <3);
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|         1 | brand       | 97.5  |       1 |
|         2 | helen       | 96.5  |       1 |
|         3 | lyn         | 96    |       1 |
|         4 | sol         | 97    |       1 |
|         5 | weng        | 100   |       1 |
|         6 | diny        | 92.7  |       1 |
|         7 | b1          | 81    |       2 |
|         8 | b2          | 82    |       2 |
|         9 | b3          | 83    |       2 |
|        10 | b4          | 84    |       2 |
|        11 | b5          | 85    |       2 |
|        12 | b6          | 86    |       2 |
+-----------+-------------+-------+---------+
12 rows in set

 列子查询+all：等同于 not in

mysql> select * from students a where a.classid <> all (select distinct b.classid from classes b where b.classid <3);
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|        13 | c1          | 71    |       3 |
|        14 | c2          | 72.5  |       3 |
|        15 | c3          | 73    |       3 |
|        16 | c4          | 74    |       3 |
|        17 | c5          | 75    |       3 |
|        18 | c6          | 76    |       3 |
+-----------+-------------+-------+---------+
6 rows in set

行子查询说明

查询学生编号最小但是成绩最好的同学：

mysql> select * from students a where (a.studentid, a.score) in (select max(studentid),min(score) from students);
+-----------+-------------+-------+---------+
| studentid | studentname | score | classid |
+-----------+-------------+-------+---------+
|        19 | lala        | 51    |       0 |
+-----------+-------------+-------+---------+
1 row in set

exists子查询

也叫做相关子查询，就是把外层的查询结果（支持多行多列），拿到内层，看内层是否成立，简单来说后面的返回true,外层（也就是前面的语句）才会执行，否则不执行。

1、exists查询结果：1或0，1为true，0为false，exists查询的结果用来判断子查询的结果集中是否有值。

2、exists子查询，一般可以用in来替代，所以exists用的少。

3、和前面的那些查询方式不同，先执行主查询，然后根据主查询的结果，再用子查询的结果来过滤。因为子查询中包含了主查询中用到的字段，所以也叫相关子查询。

示例，查询所有学生的班级名称

mysql> select classname from classes a where exists(select 1 from students b where b.classid = a.classid);

+-----------+
| classname |
+-----------+
| 初三一班  |
| 初三二班  |
| 初三三班  |
+-----------+
3 rows in set

使用 in 来替代（看着更简洁）：

mysql> select classname from classes a where a.classid in(select classid from students);

+-----------+
| classname |
+-----------+
| 初三一班  |
| 初三二班  |
| 初三三班  |
+-----------+
3 rows in set

组合查询

多数SQL查询都只包含从一个或多个表中返回数据的单条SELECT语句。 MySQL也允许执行多个查询（多条SELECT语句），并将结果作为单个

查询结果集返回。这些组合查询通常称为并（ union） 或复合查询（compound query）。

单表多次返回

将不同查询条件的结果组合在一起

select cname1,cname2 from tname  where condition1
union
select cname1,cname2 from tname where condition2

多表返回同结构

将同数量结构的字段组合

select t1_cname1,t1_cname2 from tname1  where condition
union
select t2_cname1,t_2cname2 from tname2 where condition

这边不赘述，后面有专门的章节说到这个

总结

1. 可以按照查询的返回类型和语句中子查询的位置两个方面来学习
2. 注意使用 in、any、some、all的用法
3. 无论是比较还是查询还是count，字段中有null值总会引起误解，建议建表时字段不为空，或者提供默认值。