MySQL里面的子查詢(xún)的基本使用

一、子查詢(xún)定義

 　　定義：

　　子查詢(xún)?cè)试S把一個(gè)查詢(xún)嵌套在另一個(gè)查詢(xún)當(dāng)中。

　　子查詢(xún)，又叫內(nèi)部查詢(xún)，相對(duì)于內(nèi)部查詢(xún)，包含內(nèi)部查詢(xún)的就稱(chēng)為外部查詢(xún)。

　　子查詢(xún)可以包含普通select可以包括的任何子句，比如：distinct、 group by、order by、limit、join和union等；但是對(duì)應(yīng)的外部查詢(xún)必須是以下語(yǔ)句之一：select、insert、update、delete、set或 者do。

　　子查詢(xún)的位置：select 中、from 后、where 中.group by 和order by 中無(wú)實(shí)用意義。

二、子查詢(xún)分類(lèi)

子查詢(xún)分為如下幾類(lèi)：
　　　　1. 標(biāo)量子查詢(xún)：返回單一值的標(biāo)量，最簡(jiǎn)單的形式。
　　　　2. 列子查詢(xún)：返回的結(jié)果集是 N 行一列。
　　　　3. 行子查詢(xún)：返回的結(jié)果集是一行 N 列。
　　　　4. 表子查詢(xún)：返回的結(jié)果集是 N 行 N 列。

　　可以使用的操作符：= > >= = > ANY IN SOME ALL EXISTS

　　一個(gè)子查詢(xún)會(huì)返回一個(gè)標(biāo)量（就一個(gè)值）、一個(gè)行、一個(gè)列或一個(gè)表，這些子查詢(xún)稱(chēng)之為標(biāo)量、行、列和表子查詢(xún)。

　　如果子查詢(xún)返回一個(gè)標(biāo)量值（就一個(gè)值），那么外部查詢(xún)就可以使用：=、>、、>=、=和>符號(hào)進(jìn)行比較判斷；如果子查詢(xún)返回的不是一個(gè)標(biāo)量值，而外部查詢(xún)使用了比較符和子查詢(xún)的結(jié)果進(jìn)行了比較，那么就會(huì)拋出異常。

1. 標(biāo)量子查詢(xún)：

是指子查詢(xún)返回的是單一值的標(biāo)量，如一個(gè)數(shù)字或一個(gè)字符串，也是子查詢(xún)中最簡(jiǎn)單的返回形式。 可以使用 = > >= = > 這些操作符對(duì)子查詢(xún)的標(biāo)量結(jié)果進(jìn)行比較，通常子查詢(xún)的位置在比較式的右側(cè)

示例：

SELECT * FROM article WHERE uid = (SELECT uid FROM user WHERE status=1 ORDER BY uid DESC LIMIT 1)
SELECT * FROM t1 WHERE column1 = (SELECT MAX(column2) FROM t2)
SELECT * FROM article AS t WHERE 2 = (SELECT COUNT(*) FROM article WHERE article.uid = t.uid)

 2. MySQL 列子查詢(xún)：

　　　　指子查詢(xún)返回的結(jié)果集是 N 行一列，該結(jié)果通常來(lái)自對(duì)表的某個(gè)字段查詢(xún)返回。
　　　　可以使用 = > >= = > 這些操作符對(duì)子查詢(xún)的標(biāo)量結(jié)果進(jìn)行比較，通常子查詢(xún)的位置在比較式的右側(cè)
　　　　可以使用 IN、ANY、SOME 和 ALL 操作符，不能直接使用 = > >= = > 這些比較標(biāo)量結(jié)果的操作符。
　　　　示例：

 SELECT * FROM article WHERE uid IN(SELECT uid FROM user WHERE status=1)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ANY (SELECT s2 FROM table2)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ALL (SELECT s2 FROM table2)

NOT IN 是 > ALL 的別名，二者相同。

特殊情況

• 如果 table2 為空表，則 ALL 后的結(jié)果為 TRUE；
• 如果子查詢(xún)返回如 (0,NULL,1) 這種盡管 s1 比返回結(jié)果都大，但有空行的結(jié)果，則 ALL 后的結(jié)果為 UNKNOWN 。

注意：對(duì)于 table2 空表的情況，下面的語(yǔ)句均返回 NULL：

SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > (SELECT s2 FROM table2)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ALL (SELECT MAX(s1) FROM table2)

3. MySQL 行子查詢(xún)：

指子查詢(xún)返回的結(jié)果集是一行 N 列，該子查詢(xún)的結(jié)果通常是對(duì)表的某行數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)而返回的結(jié)果集。

例子：

SELECT * FROM table1 WHERE (1,2) = (SELECT column1, column2 FROM table2)
注：(1,2) 等同于 row(1,2)
SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) = (SELECT title,content,uid FROM blog WHERE bid=2)

4. MySQL 表子查詢(xún)：

指子查詢(xún)返回的結(jié)果集是 N 行 N 列的一個(gè)表數(shù)據(jù)。

例子：

SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) IN (SELECT title,content,uid FROM blog)

三、字查詢(xún)例舉

1. ANY進(jìn)行子查詢(xún)

　　any關(guān)鍵詞的意思是“對(duì)于子查詢(xún)返回的列中的任何一個(gè)數(shù)值，如果比較結(jié)果為T(mén)RUE，就返回TRUE”。

　　好比“10 >any(11, 20, 2, 30)”，由于10>2，所以，該該判斷會(huì)返回TRUE；只要10與集合中的任意一個(gè)進(jìn)行比較，得到TRUE時(shí)，就會(huì)返回TRUE?！?/p>

select table1.customer_id,city,count(order_id)
from table1join table2
on table1.customer_id=table2.customer_id
where table1.customer_id>'tx' and table1.customer_id>'9you'
group by customer_id
having count(order_id) >
any (
select count(order_id)
from table2
where customer_id='tx' or customer_id='9you'
group by customer_id);

　　any的意思比較好明白，直譯就是任意一個(gè)，只要條件滿(mǎn)足任意的一個(gè)，就返回TRUE。

2. 使用IN進(jìn)行子查詢(xún)

　　使用in進(jìn)行子查詢(xún)，這個(gè)我們?cè)谌粘?xiě)sql的時(shí)候是經(jīng)常遇到的。in的意思就是指定的一個(gè)值是否在這個(gè)集合中，如何在就返回TRUE；否則就返回FALSE了。

　　in是“=any”的別名，在使用“=any”的地方，我們都可以使用“in”來(lái)進(jìn)行替換。

　　有了in，肯定就有了not in；not in并不是和>any是同樣的意思，not in和>all是一個(gè)意思。

3. 使用SOME進(jìn)行子查詢(xún)

　　some是any的別名，用的比較少。　　

4. 使用ALL進(jìn)行子查詢(xún)

　　all必須與比較操作符一起使用。all的意思是“對(duì)于子查詢(xún)返回的列中的所有值，如果比較結(jié)果為T(mén)RUE，則返回TRUE”。

　　好比“10 >all(2, 4, 5, 1)”，由于10大于集合中的所有值，所以這條判斷就返回TRUE；而如果為“10 >all(20, 3, 2, 1, 4)”，這樣的話(huà)，由于10小于20，所以該判斷就會(huì)返回FALSE。

　　>all的同義詞是not in，表示不等于集合中的所有值，這個(gè)很容易和>any搞混，平時(shí)多留點(diǎn)心就好了。

5.標(biāo)量子查詢(xún)

　　根據(jù)子查詢(xún)返回值的數(shù)量，將子查詢(xún)可以分為標(biāo)量子查詢(xún)和多值子查詢(xún)。在使用比較符進(jìn)行子查詢(xún)時(shí)，就要求必須是標(biāo)量子查詢(xún)；如果是多值子查詢(xún)時(shí)，使用比較符，就會(huì)拋出異常。

6. 多值子查詢(xún)

　　與標(biāo)量子查詢(xún)對(duì)應(yīng)的就是多值子查詢(xún)了，多值子查詢(xún)會(huì)返回一列、一行或者一個(gè)表，它們組成一個(gè)集合。我們一般使用的any、in、all和some等詞，將外部查詢(xún)與子查詢(xún)的結(jié)果進(jìn)行判斷。如果將any、in、all和some等詞與標(biāo)量子查詢(xún)，就會(huì)得到空的結(jié)果。

7. 獨(dú)立子查詢(xún)

　　獨(dú)立子查詢(xún)是不依賴(lài)外部查詢(xún)而運(yùn)行的子查詢(xún)。什么叫依賴(lài)外部查詢(xún)？先看下面兩個(gè)sql語(yǔ)句。

　　sql語(yǔ)句1：獲得所有hangzhou顧客的訂單號(hào)?！?br />

select order_id
from table2
where customer_idin
          (select customer_id
          from table1
          where city='hangzhou');
 　　sql語(yǔ)句2：獲得城市為hangzhou，并且存在訂單的用戶(hù)。
 
select *
from table1
where city='hangzhou' and exists
                (select *
                from table2
                where table1.customer_id=table2.customer_id);

       　　上面的兩條sql語(yǔ)句，雖然例子舉的有點(diǎn)不是很恰當(dāng)，但是足以說(shuō)明這里的問(wèn)題了。

　　　　對(duì)于sql語(yǔ)句1，我們將子查詢(xún)單獨(dú)復(fù)制出來(lái)，也是可以單獨(dú)執(zhí)行的，就是子查詢(xún)與外部查詢(xún)沒(méi)有任何關(guān)系。

　　　　對(duì)于sql語(yǔ)句2，我們將子查詢(xún)單獨(dú)復(fù)制出來(lái)，就無(wú)法單獨(dú)執(zhí)行了，由于sql語(yǔ)句2的子查詢(xún)依賴(lài)外部查詢(xún)的某些字段，這就導(dǎo)致子查詢(xún)就依賴(lài)外部查詢(xún)，就產(chǎn)生了相關(guān)性。

　　對(duì)于子查詢(xún)，很多時(shí)候都會(huì)考慮到效率的問(wèn)題。當(dāng)我們執(zhí)行一個(gè)select語(yǔ)句時(shí)，可以加上explain關(guān)鍵字，用來(lái)查看查詢(xún)類(lèi)型，查詢(xún)時(shí)使用的索引以及其它等等信息。比如這么用：

explainselect order_id
  from table2
  where customer_idin
            (select customer_id
            from table1
            where city='hangzhou');

 　　使用獨(dú)立子查詢(xún)，如果子查詢(xún)部分對(duì)集合的最大遍歷次數(shù)為n，外部查詢(xún)的最大遍歷次數(shù)為m時(shí)，我們可以記為：O(m+n)。而如果使用相關(guān)子查詢(xún)，它的遍歷 次數(shù)可能會(huì)達(dá)到O(m+m*n)?？梢钥吹剑示蜁?huì)成倍的下降；所以，大伙在使用子查詢(xún)時(shí)，一定要考慮到子查詢(xún)的相關(guān)性。

8.相關(guān)子查詢(xún)

　　相關(guān)子查詢(xún)是指引用了外部查詢(xún)列的子查詢(xún)，即子查詢(xún)會(huì)對(duì)外部查詢(xún)的每行進(jìn)行一次計(jì)算。但是在MySQL的內(nèi)部，會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，會(huì)隨著情況的不同會(huì) 有所不同。使用相關(guān)子查詢(xún)是最容易出現(xiàn)性能的地方。而關(guān)于sql語(yǔ)句的優(yōu)化，這又是一個(gè)非常大的話(huà)題了，只能通過(guò)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)積累，才能更好的去理解如何進(jìn) 行優(yōu)化。

9.EXISTS謂詞

　　EXISTS是一個(gè)非常牛叉的謂詞，它允許數(shù)據(jù)庫(kù)高效地檢查指定查詢(xún)是否產(chǎn)生某些行。根據(jù)子查詢(xún)是否返回行，該謂詞返回TRUE或FALSE。與其 它謂詞和邏輯表達(dá)式不同的是，無(wú)論輸入子查詢(xún)是否返回行，EXISTS都不會(huì)返回UNKNOWN，對(duì)于EXISTS來(lái)說(shuō)，UNKNOWN就是FALSE。 還是上面的語(yǔ)句，獲得城市為hangzhou，并且存在訂單的用戶(hù)。

select *
from table1
where city='hangzhou' and exists
                (select *
                from table2
                where table1.customer_id=table2.customer_id);

　　關(guān)于IN和EXISTS的主要區(qū)別在于三值邏輯的判斷上。EXISTS總是返回TRUE或FALSE，而對(duì)于IN，除了TRUE、FALSE值外， 還有可能對(duì)NULL值返回UNKNOWN。但是在過(guò)濾器中，UNKNOWN的處理方式與FALSE相同，因此使用IN與使用EXISTS一樣，SQL優(yōu)化 器會(huì)選擇相同的執(zhí)行計(jì)劃。

　　說(shuō)到了IN和EXISTS幾乎是一樣的，但是，就不得不說(shuō)到NOT IN和NOT EXISTS，對(duì)于輸入列表中包含NULL值時(shí)，NOT EXISTS和NOT IN之間的差異就表現(xiàn)的非常大了。輸入列表包含NULL值時(shí)，IN總是返回TRUE和UNKNOWN，因此NOT IN就會(huì)得到NOT TRUE和NOT UNKNOWN，即FALSE和UNKNOWN。

10. 派生表

　　上面也說(shuō)到了，在子查詢(xún)返回的值中，也可能返回一個(gè)表，如果將子查詢(xún)返回的虛擬表再次作為FROM子句的輸入時(shí)，這就子查詢(xún)的虛擬表就成為了一個(gè)派生表。語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：

FROM (subquery expression) AS derived_table_alias

 　　由于派生表是完全的虛擬表，并沒(méi)有也不可能被物理地具體化。

四、子查詢(xún)優(yōu)化

　　很多查詢(xún)中需要使用子查詢(xún)。使用子查詢(xún)可以一次性的完成很多邏輯上需要多個(gè)步驟才能完成的SQL操作，同時(shí)也可以避免事務(wù)或者表鎖死。子查詢(xún)可以使查詢(xún)語(yǔ) 句很靈活，但子查詢(xún)的執(zhí)行效率不高。

　　子查詢(xún)時(shí)，MySQL需要為內(nèi)層查詢(xún)語(yǔ)句的查詢(xún)結(jié)果建立一個(gè)臨時(shí)表。然后外層查詢(xún)語(yǔ)句再臨時(shí)表中查詢(xún)記錄。查詢(xún)完畢 后，MySQL需要撤銷(xiāo)這些臨時(shí)表。因此，子查詢(xún)的速度會(huì)受到一定的影響。如果查詢(xún)的數(shù)據(jù)量比較大，這種影響就會(huì)隨之增大。

　　在MySQL中可以使用連接查 詢(xún)來(lái)替代子查詢(xún)。連接查詢(xún)不需要建立臨時(shí)表，其速度比子查詢(xún)要快。

       使用連接(JOIN)來(lái)代替子查詢(xún)

       如： 　　

例子1：

SELECT * FROM t1
WHERE t1.a1 NOTin (SELECT a2 FROM t2 )
優(yōu)化后：
SELECT * FROM t1
LEFT JOIN t2 ON t1.a1=t2.a2
WHERE t2.a2 IS NULL  

例子2：

SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) IN (SELECT title,content,uid FROM blog)
優(yōu)化后：
SELECT * FROM article
innerjoin blog
on (article.title=blog.title AND article.content=blog.content AND article.uid=blog.uid)

 　　不能優(yōu)化的子查詢(xún)：
　　1、mysql不支持子查詢(xún)合并和聚合函數(shù)子查詢(xún)優(yōu)化，mariadb對(duì)聚合函數(shù)子查詢(xún)進(jìn)行物化優(yōu)化；
　　2、mysql不支持from子句子查詢(xún)優(yōu)化，mariadb對(duì)from子句子查詢(xún)進(jìn)行子查詢(xún)上拉優(yōu)化；
　　3、mysql和mariadb對(duì)子查詢(xún)展開(kāi)提供有限的支持，如對(duì)主鍵的操作才能進(jìn)行上拉子查詢(xún)優(yōu)化；
　　4、mysql不支持exists子查詢(xún)優(yōu)化，mariadb對(duì)exists關(guān)聯(lián)子查詢(xún)進(jìn)行半連接優(yōu)化，對(duì)exists非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化；
　　5、mysql和mariadb不支持not exists子查詢(xún)優(yōu)化；
　　6、mysql和mariadb對(duì)in子查詢(xún)，對(duì)滿(mǎn)足半連接語(yǔ)義的查詢(xún)進(jìn)行半連接優(yōu)化，再基于代價(jià)評(píng)估進(jìn)行優(yōu)化，兩者對(duì)半連接的代價(jià)評(píng)估選擇方式有差異；
　　7、mysql不支持not in子查詢(xún)優(yōu)化，mariadb對(duì)非關(guān)聯(lián)not in子查詢(xún)使用物化優(yōu)化，對(duì)關(guān)聯(lián)not in子查詢(xún)不做優(yōu)化；
　　8、mysql和mariadb對(duì)>all非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)使用max函數(shù)，all非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)使用min函數(shù)，對(duì)=all和非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)使用exists優(yōu)化；
　　9、對(duì)>some和>any非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)使用min函數(shù)，對(duì)some和any非關(guān)聯(lián)子查詢(xún)使用max函數(shù)，=any 和=some子查詢(xún)使用半連接進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)>some和>any關(guān)聯(lián)子查詢(xún)以及some和any關(guān)聯(lián)子查詢(xún)只有exists 優(yōu)化。

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