第九章：子查询

9.1：子查询的基本使用

子查询的基本语法结构
```
SELECT ....
FROM ....
WHERE expr operator (SELECT ...
                     FROM ...
                     WHERE ...);
```
- 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
  1. 子查询要包含在括号内。
  2. 将子查询放在比较条件的右侧。
  3. 单行操作符对应单行子查询，多行操作符对应多行子查询
子查询的分类
- 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。
- 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。

9.2：单行子查询

单行比较操作符

操作符含义
= equal to
> greater than
>= greater than or equal to
< less than
<= less than or equal to
<> not equal to

操作符	含义
`=`	`equal to`
`>`	`greater than`
`>=`	`greater than or equal to`
`<`	`less than`
`<=`	`less than or equal to`
`<>`	`not equal to`

代码示例

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
	      );

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
		);

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。

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
		      );

CASE中的子查询

显示员工的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;

子查询中的空值问题

SELECT last_name, job_id
FROM employees
WHERE job_id = (
    	# 子查询为NULL
		SELECT job_id
		FROM employees
		WHERE last_name = 'Haas'
		);

非法使用子查询语句

# 错误代码：1242
# Subquery returns more than 1 row
SELECT employee_id, last_name
FROM employees
WHERE salary = (
		SELECT MIN(salary)
		FROM employees
		GROUP BY department_id
		);

9.3：多行子查询

多行比较操作符

操作符	含义
`IN`	等于列表中的任意一个
`ANY`	需要和单行比较操作符一起使用，和子查询返回的某一个值比较
`ALL`	需要和单行比较操作符一起使用，和子查询返回的所有值比较
`SOME`	实际上是`ANY`的别名，作用相同，一般常使用`ANY`

实例代码

返回其他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'
		  );

返回其他job_id中比job_id为IT_PROG部门所有工资都低的员工的员工、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'
		  );

查询平均工资最低的部门id。

# 方式一
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
		);
		
# 方式二
SELECT department_id
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING AVG(salary) <= ALL(
		SELECT AVG(salary) avg_sal
		FROM employees
		GROUP BY department_id
		);

空值问题

一行数据都没有

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

9.4：相关子查询

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。

代码示例

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
SELECT last_name, salary, department_id
FROM employees e1
WHERE salary > (
		SELECT AVG(salary)
		FROM employees e2
		WHERE department_id = e1.`department_id`
		);
		
# 方式二: 在FROM中使用子查询
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;

查询员工的id、salary，按照department_name排序。

# 在ORDER  BY中使用子查询
SELECT employee_id, salary
FROM employees e
ORDER BY (
	SELECT department_name
	FROM departments d
	WHERE e.`department_id` = d.`department_id`
	) ASC;

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。

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`
		);

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`
		);

一个思考题
- 自连接和子查询两种方式有好坏之分吗？
  
  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BDMS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。