SQLite學習筆記（四）

概述

本篇文章將繼續介紹關于 SELECT 中的一些用法。文章結構如下：

子查詢
多表連接/聯結表
名稱和別名
組合/復合查詢
條件結果

一、子查詢

子查詢是指 SELECT 語句中又嵌套 SELECT 語句。子查詢最常應用的地方是 WHERE 子句，特別是在 IN 操作符中。下面通過一個例子來了解下子查詢的用法和好處。

例子

列出訂購商品 RGAN01 的所有顧客。這個需求的檢索思路如下：

檢索包含物品 RGAN01 的所有訂單的編號。
檢索具有前一步步驟列出的訂單編號的所有顧客的 ID。
檢索前一步驟返回的所有顧客 ID 的顧客信息。

可以看到每一步查詢的條件都是上一步查詢得到的結果，我們首先進行普通的查詢：

輸入：

SELECT order_num 
FROM OrderItems 
WHERE prod_id = 'RGAN01';

輸出：

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

可以看到包含物品 RGAN01 的訂單編號為 20007 和 20008，接下來進行第二步：

輸入：

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

輸出：

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

可以得知我們需要的顧客 ID 為 1000000004 和 100000005，接下來進行第三步：

輸入：

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

輸出：

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

經過這三步查詢之后，我們最終得到了我們想要的顧客信息。

接下來我們用子查詢實現同樣的效果:

輸入：

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'));

輸出：

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

可以看到使用子查詢我們達到了同樣的效果。實際上 DBMS 仍然執行了三條 SELECT 語句。對于子查詢來說，有以下三點需要注意：

作為子查詢的 SELECT 語句只能查詢單個列。企圖檢索多個列將返回錯誤。

SQL 語句對于能嵌套的子查詢數目沒有限制，不過在使用時由于性能的限制，不能嵌套太多子查詢。

子查詢可以用在關系表達式的任何地方，并非只能用于 WHERE 子句中。

二、多表連接/聯結表

為了方便描述下面對于該名詞統稱為聯結表。下面先來了解一下什么是聯結。

1. 聯結

SQL 最強大的功能之一就是能在數據查詢的執行中聯結(join)表，聯結的這些表我們稱之為關系表。什么是關系表，我們可以通過下面的一個例子來理解。

2. 關系表

例如，有一個包含產品目錄的數據庫表，其中每類物品占一行，對于每一種物品，要存儲的信息包括產品描述、價格，以及生產該產品的供應商。

而供應商可能不止生產這一類產品，它還有可能生產多種產品，那么供應商名、地址、聯系方法等信息又該如何存儲？

答案是最好將供應商信息和產品信息分開存儲，理由如下：

同一供應商生產的每個產品，其供應商信息都是相同的，對每個產品重復此信息既浪費時間又浪費存儲空間；
如果供應商信息發生變化，例如供應商遷址或者電話號碼變動，只需修改一次即可；
如果有重復數據(即每種產品都存儲供應商信息)，很難保證每次輸入該數據的方式都相同。不一致的數據在報表中很難利用。

關系表的設計就是要把信息分解成多個表，一類數據一個表。各表通過某些共同的值相互關聯（所以才叫關系數據庫）。

例如在上述例子中，我們可以使用一個 Products 表只存儲產品信息，除了存儲供應商 ID（Vnedors 表主鍵）外，它不存儲其他有關供應商的信息。Vendors 表的主鍵將 Vendors 表和 Products 表相關聯。接下來我們看看如何利用它們之間的聯結來查詢相關信息。

3. 內聯結

內聯結就是通過表中的兩個字段進行聯結，它使用關系代數的一種集合操作，叫做交叉，即找出同時存在于兩個集合的元素，如下圖所示：

在這里插入圖片描述

現在我們將 Vendors、Products 這兩個表通過 vend_id 字段進行內聯結，我們可以使用 WHERE 子句：

輸入：

SELECT vend_name, prod_name, prod_price 
FROM Vendors, Products 
WHERE Vendors.vend_id = Products.vend_id;

輸出：

vend_name   prod_name          prod_price
----------  -----------------  ----------
Bears R Us  8 inch teddy bear  5.99
Bears R Us  12 inch teddy bea  8.99
Bears R Us  18 inch teddy bea  11.99
Doll House  Fish bean bag toy  3.49
Doll House  Bird bean bag toy  3.49
Doll House  Rabbit bean bag t  3.49
Doll House  Raggedy Ann        4.99
Fun and Ga  King doll          9.49
Fun and Ga  Queen doll         9.49

注意：在本例中我們使用到了完全限定列名，這是因為 vend_id 在兩個表中都存在，為了避免引用的列可能出現歧義，必須使用完全限定列名。

WHERE 的作用：
在聯結兩個表時，實際上要做的就是將第一表中的每一行與第二個表中的每一行配對。WHERE 子句作為過濾條件，只包含那些匹配給定條件的行。沒有 WHERE 子句，第一個表中的每一行將于第二個表中的每一行配對，而不管它們邏輯上能否配在一起，也就是所謂的笛卡兒積，這在后面會做介紹。

根據前面關于內聯結的解釋圖，我們也可以畫出 Vendors 和 Products 的內聯結圖，如下所示：
在這里插入圖片描述
兩個表的內聯結除了使用 WHERE 子句外，還可以使用 INNER JOIN，如下所示：

輸入：

SELECT vend_name, prod_name, prod_price 
FROM Vendors INNER JOIN Products 
ON Vendors.vend_id = Products.vend_id;

輸出：

vend_name   prod_name          prod_price
----------  -----------------  ----------
Bears R Us  8 inch teddy bear  5.99
Bears R Us  12 inch teddy bea  8.99
Bears R Us  18 inch teddy bea  11.99
Doll House  Fish bean bag toy  3.49
Doll House  Bird bean bag toy  3.49
Doll House  Rabbit bean bag t  3.49
Doll House  Raggedy Ann        4.99
Fun and Ga  King doll          9.49
Fun and Ga  Queen doll         9.49

結果與使用 WHERE 子句的方式一致。

此語句中的 SELECT 與前面的 SELECT 語句相同，但 FROM 子句不同。這里，兩個表之間的關系是以 INNER JOIN 指定的部分 FROM 語句。在使用這種語法時，聯結條件用特定的 ON 子句而不是 WHERE 子句給出。傳遞給 ON 的實際條件與傳遞給 WHERE 的相同。

至于選用哪種語法，答案是都可以。ANSI SQL規范首選 INNER JOIN 語法。

如果我們需要聯結2張以上的表格時，使用 WHERE 子句的方式會比使用 INNER JOIN 的方式簡便很多。我們以子查詢的例子為例：列出訂購商品 RGAN01 的所有顧客。使用子查詢的語句如下：

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'));

對于這個問題，我們使用聯結表的方式同樣可以解決：

輸入：

SELECT cust_name, cust_contact 
FROM Customers, Orders, OrderItems 
WHERE Customers.cust_id = Orders.cust_id 
AND Orders.order_num = OrderItems.order_num 
AND prod_id = 'RGAN01';

輸出：

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

可以看到輸出和使用子查詢的結果是一樣的。當然這道題也可以使用 INNER JOIN 的方式解決，不過由于 INNER JOIN 每次只能聯結一個表的關系，所以并不是很方便，命令如下所示：

SELECT cust_name, cust_contact 
FROM Customers INNER JOIN (
		Orders INNER JOIN OrderItems 
		ON Orders.order_num = OrderItems.order_num 
		AND prod_id = 'RGAN01')   
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;

最終得到的輸出結果也是一樣的。

4. 交叉聯結

如果兩個表之間沒有通過任何方式相連，那么 SELECT 會產生一種更為基礎的聯結——交叉聯結，也成為笛卡兒積聯結。它是強制的幾乎毫無意義的聯結，即使第一個表中的所有行與第二個表中的所有行聯合起來。例子如下：

輸入：

SELECT vend_name, prod_name, prod_price 
FROM Vendors, Products;

輸出：

vend_name   prod_name          prod_price
----------  -----------------  ----------
Bears R Us  8 inch teddy bear  5.99
Bears R Us  12 inch teddy bea  8.99
Bears R Us  18 inch teddy bea  11.99
Bears R Us  Fish bean bag toy  3.49
Bears R Us  Bird bean bag toy  3.49
......
Jouets et   8 inch teddy bear  5.99
Jouets et   12 inch teddy bea  8.99
Jouets et   18 inch teddy bea  11.99
Jouets et   Fish bean bag toy  3.49
Jouets et   Bird bean bag toy  3.49
Jouets et   Rabbit bean bag t  3.49
Jouets et   Raggedy Ann        4.99
Jouets et   King doll          9.49
Jouets et   Queen doll         9.49

從結果可以看出，FROM 在缺省的條件下產生交叉聯結，Products 中每一行都與 Vendors 的所有行組合在一起，更為關鍵的是，行之間不存在關系，也沒有聯結條件，它們僅僅是簡單地組合在一起。

在實際使用時，我們應當避免交叉聯結。因為我們往往不需要從一個表的行跨到另一表的每一行。

5. 外聯結

一般情況下，內聯結已經足以滿足我們對聯結的需求了。但是在某些情況下，我們需要在結果中包含那些沒有關聯行的那些行，這時候，內聯結就無能為力了，此時我們就需要用到外聯結。外聯結可以用于解決以下問題：

對每個顧客下的訂單進行計數，包括那些至今尚未下訂單的顧客；
列出所有產品以及訂購數量，包括沒有人訂購的產品；
計算平均銷售規模，包括那些至今尚未下訂單的顧客。

上述例子的聯結中均包含了相關表中沒有關聯行的行。這種聯結稱為外聯結。

注意：
在SQL中，聯結可分為左外聯結、右外聯結和全外聯結。目前 SQLite 不支持右外聯結和全外聯結。

下面我們使用一個內聯結，檢索所有顧客及其訂單：

輸入：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num 
FROM Customers INNER JOIN Orders 
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;

輸出：

cust_id     order_num
----------  ----------
1000000001  20005
1000000003  20006
1000000004  20007
1000000005  20008
1000000001  20009

接下來使用外聯結，檢索包括沒有訂單顧客在內的所有顧客，如下所示：

輸入：

SELECT Customers.cust_id, Orders.order_num 
FROM Customers LEFT OUTER JOIN Orders 
ON Customers.cust_id = Orders.cust_id;

輸出：

cust_id     order_num
----------  ----------
1000000001  20005
1000000001  20009
1000000002  NULL
1000000003  20006
1000000004  20007
1000000005  20008

可以看到外聯結和內聯結的使用是非常相似的，只是在關鍵字上左外聯結使用到的是 LEFT OUTER JOIN 而內聯結使用到的是 INNER JOIN。從結果中我們也可以看出，外聯結的輸出包括了沒有訂單的顧客 1000000002。

雖然 SQLite 不支持右外聯結和全外聯結，但是這兩種外聯結的方式都可以有替代的方法。右外聯結其實可以直接使用左外聯結進行替換，畢竟只需要將兩個表的位置互換即可；而全外聯結則可以使用左外聯結+右外聯結+復合查詢的形式替換。

6. 自然聯結

自然聯結實際上是內聯結的另一種形式。它會通過表中共有的字段名稱將兩個表聯結起來。自然聯結派出多次出現，使每個列只返回一次。

完成這項工作的思路是通過對一個表使用通配符而對其它表的列使用明確的子集完成的。例子如下：

輸入：

SELECT C.*, O.order_num, O.order_date,
	OI.prod_id, OI.quantity, OI.item_price 
FROM Customers C, Orders O, OrderItems OI 
WHERE C.cust_id = O.cust_id 
AND OI.order_num = O.order_num 
AND prod_id = 'RGAN01';

輸出：

cust_id     cust_name   cust_address         cust_city   cust_state  cust_zip    cust_country  cust_contact        cust_email             order_num   order_date  prod_id     quantity    item_price
----------  ----------  -------------------  ----------  ----------  ----------  ------------  ------------------  ---------------------  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------
1000000004  Fun4All     829 Riverside Drive  Phoenix     AZ          88888       USA           Denise L. Stephens  dstephens@fun4all.com  20007       2012-01-30  RGAN01      50          4.49
1000000005  The Toy St  4545 53rd Street     Chicago     IL          54545       USA           Kim Howard          NULL                   20008       2012-02-03  RGAN01      5           4.99

在 SELECT 語句中我們使用到了別名，在后面會對它進行介紹。

三、名稱和別名

SQL 允許對表名起別名。這樣做有兩個主要理由：

縮短 SQL 語句。
允許在一條 SELECT 語句中多次使用相同的表。

假設一種場景：在使用聯結時，我們需要聯結兩個表中相同名稱的字段，為了不產生歧義，我們需要使用完全限定列名。如果表名比較長的話，這會相當痛苦，此時我們可以考慮使用別名。

看一個例子：

SELECT cust_name, cust_contact 
FROM Customers, Orders, OrderItems 
WHERE Customers.cust_id = Orders.cust_id 
AND OrderItems.order_num = Orders.order_num 
AND prod_id = 'RGAN01';

如果使用別名，它可以縮短一些：

SELECT cust_name, cust_contact 
FROM Customers C, Orders O, OrderItems OI 
WHERE C.cust_id = O.cust_id 
AND OI.order_num = O.order_num 
AND prod_id = 'RGAN01';

在這里我們將 Customers、Orders 和 OrderItems 分別起別名為 C、O 和 OI，這樣在使用完全限定列名的時候會縮短一些語句長度。

使用別名的另一個動機是自聯結的時候。我們考慮下面一個問題：要給與 Jim Jones 同一公司的所有顧客發送一封郵件。這個問題需要兩步：

找出 Jim Jones 工作的公司
找出在該公司的顧客

我們可以使用子查詢來解決：

輸入：

SELECT cust_id, cust_name, cust_contact 
FROM Customers 
WHERE cust_name = (SELECT cust_name 
		FROM Customers 
			WHERE cust_contact = 'Jim Jones');

輸出：

cust_id     cust_name   cust_contact
----------  ----------  ------------
1000000003  Fun4All     Jim Jones
1000000004  Fun4All     Denise L. St

根據前面的經驗，能由子查詢解決的問題往往也能用聯結的方式解決，由于要使用自聯結，為了避免列名混淆，我們必須使用別名：

輸入：

SELECT c1.cust_id, c1.cust_name, c1.cust_contact 
FROM Customers c1, Customers c2 
WHERE c1.cust_name = c2.cust_name 
AND c2.cust_contact = 'Jim Jones';

輸出：

cust_id     cust_name   cust_contact
----------  ----------  ------------
1000000003  Fun4All     Jim Jones
1000000004  Fun4All     Denise L. St

可以看到，輸出結果與使用子查詢是一致的。

四、組合/復合查詢

為了統一名稱下面同一稱為組合查詢。它使用到了 UNION、INTERSECT 和 EXCEPT 操作符。

1. UNION

UNION 用于將多條 SELECT 語句組合成一個結果集。有三種情況會用到 UNION：

在一個查詢中從不同的表返回結構數據。
對一個表執行多個查詢，按一個查詢返回數據。
對于 SQLite 中，組合查詢還會用在全外聯結上。

例子：假如需要 Illinois、Indiana 和 Michigan 等美國幾個州的所有顧客的報表，還想包括不管位于哪個州的所有的 Fun4All。我們可以使用 UNION 來完成：

輸入：

SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_state IN('IL', 'IN', 'MI') 
UNION 
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_name = 'Fun4All';

輸出：

cust_name   cust_contact        cust_email
----------  ------------------  ---------------------
Fun4All     Denise L. Stephens  dstephens@fun4all.com
Fun4All     Jim Jones           jjones@fun4all.com
The Toy St  Kim Howard          NULL
Village To  John Smith          sales@villagetoys.com

當然這個要求我們也可以只使用 WHERE 來完成：

SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_state IN('IL', 'IN', 'MI') 
OR cust_name = 'Fun4All';

得到的輸出是相同的。在這個例子中 UNION 沒有體現出它的優勢，但是對于較復雜的過濾條件或者從多個表中檢索數據的情形，使用 UNION 處理可能會更為簡單。

最后我們示范下用 UNION 實現全外聯結。我們使用之前左外聯結使用的例子即可，下面是左外聯結的輸入：

輸入：

SELECT C.cust_id, O.order_num 
FROM Customers C LEFT OUTER JOIN Orders O 
ON C.cust_id = O.cust_id;

輸出：

cust_id     order_num
----------  ----------
1000000001  20005
1000000001  20009
1000000002  NULL
1000000003  20006
1000000004  20007
1000000005  20008

右外聯結的輸入：

輸入：

SELECT C.cust_id, O.order_num 
FROM Orders O LEFT OUTER JOIN Customers C 
ON C.cust_id = O.cust_id;

輸出：

cust_id     order_num
----------  ----------
1000000001  20005
1000000003  20006
1000000004  20007
1000000005  20008
1000000001  20009

全外聯結的輸入：

輸入：

SELECT C.cust_id, O.order_num 
FROM Customers C LEFT OUTER JOIN Orders O 
ON C.cust_id = O.cust_id 
UNION 
SELECT C.cust_id, O.order_num 
FROM Orders O LEFT OUTER JOIN Customers C 
ON C.cust_id = O.cust_id;

輸出：

cust_id     order_num
----------  ----------
1000000001  20005
1000000001  20009
1000000002  NULL
1000000003  20006
1000000004  20007
1000000005  20008

UNION 的使用需要遵循以下規則：

UNION 必須由兩條或兩條以上的 SELECT 語句組成，語句之間用關鍵字 UNION 分隔。
UNION 中的每個查詢必須包含相同的列、表達式或聚集函數，但各個列不需要以相同的次序出現。
列數據類型必須兼容：類型不必完全相同，但必須是DBMS可以隱含轉換的類型。

UNION 使用的一些注意事項：

UNION 從查詢結果集中自動去除了重復的行，這是 UNION 的默認行為，如果不想取消默認行的話，可以使用 UNION ALL。
在使用 UNION 組合查詢時，只能使用一條 ORDER BY 子句，它必須位于最后一條 SELECT 語句之后。

2. INTERSECT

INTERSECT 操作輸入兩個關系 A 和 B，選擇那些既在結果 A 也在 B 的行，例子如下所示：

輸入：

SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_state IN('IL', 'IN', 'MI') 
INTERSECT 
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_name = 'Fun4All';

輸出：

cust_name   cust_contact  cust_email
----------  ------------  ------------------
Fun4All     Jim Jones     jjones@fun4all.com

可以看出客戶既滿足位于 Illinois、Indiana 和 Michigan 這三個州又是是 Fun4All 的結果就只有一條了。INTERSECT 的使用限制和 UNION 基本類似。

3. EXCEPT

EXCEPT 操作輸入兩個關系 A 和 B，找出所有在 A 但不在 B 的行。這個操作符使用比較少，因為通過聯結也同樣可以得到相同的結果。例子如下：

輸入：

SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_state IN('IL', 'IN', 'MI') 
EXCEPT 
SELECT cust_name, cust_contact, cust_email 
FROM Customers 
WHERE cust_name = 'Fun4All';

輸出：

cust_name      cust_contact  cust_email
-------------  ------------  ----------
The Toy Store  Kim Howard    NULL
Village Toys   John Smith    sales@vill

可以看到結果輸出符合我們的描述。而 EXCEPT 操作符的限制也與 UNION 的限制基本一致。

五、條件結果

CASE 表達式允許在 SELECT 語句中處理各種情況，它有兩種形式：接收靜態值和表達式中有 WHEN 的情況。

1. 接收靜態值

這是 CASE 表達式中最簡單的一種情況，它的形式如下所示：

CASE value
	WHEN x THEN value_x
	WHEN y THEN value_y
	WHEN z THEN value_z
	ELSE default_value
END

我們通過一個簡單示例來了解它的使用：

輸入：

SELECT prod_name || CASE vend_id 
					WHEN 'BRS01' THEN '--BRS01'
					WHEN 'DLL01' THEN '--DLL01'
					WHEN 'FNG01' THEN '--FNG01'
					ELSE NULL 
					END AS CONCAT 
FROM Products;

輸出：

CONCAT
------------------------
8 inch teddy bear--BRS01
12 inch teddy bear--BRS0
18 inch teddy bear--BRS0
Fish bean bag toy--DLL01
Bird bean bag toy--DLL01
Rabbit bean bag toy--DLL
Raggedy Ann--DLL01
King doll--FNG01
Queen doll--FNG01

這個 SELECT 語句將 prod_name 和 vend_id 進行拼接后輸出，通過 CASE 語句對 vend_id 的值進行判斷然后拼接上不同的字符串，這就是靜態 CASE 的大致用法。

2. 表達式中有WHEN的情形

這種情形下的形式如下所示：

CASE 
	WHEN condition1 THEN value1
	WHEN condition2 THEN value2
	WHEN condition3 THEN value3
	ELSE default_value
END

同樣通過一個簡單的例子展示它的使用：

輸入：

SELECT vend_id, (SELECT 
				CASE 
					WHEN COUNT(*) > 3 THEN 'High' 
					WHEN COUNT(*) = 3 THEN 'Moderate' 
					WHEN COUNT(*) < 3 THEN 'Low' 
					ELSE NULL 
				END  
				FROM Products 
				WHERE P.vend_id = vend_id) AS Frequency 
FROM Products  P 
GROUP BY vend_id;

輸出：

vend_id     Frequency
----------  ----------
BRS01       Moderate
DLL01       High
FNG01       Low

在這個例子中，我們統計出 vend_id 在表格中的出現頻率，然后根據大于、等于、小于 3 將頻率等級劃分為 High、Moderate 和 Low。

參考

《SQLite權威指南》

第3章 sqlite中的sql

《SQL必知必會》

第11課使用子查詢
第12課聯結表
第13課使用高級聯結
第14課組合查詢

本文中的例子均來自《SQLite必知必會》，圖片來源《SQLite權威指南》，轉載請注明出處！

希望這篇文章對你有所幫助~

本文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_38182125/article/details/89429225

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SQLite學習筆記（四）

概述

一、子查詢

例子

二、多表連接/聯結表

1. 聯結

2. 關系表

3. 內聯結

4. 交叉聯結

5. 外聯結

6. 自然聯結

三、名稱和別名

四、組合/復合查詢

1. UNION

2. INTERSECT

3. EXCEPT

五、條件結果

1. 接收靜態值

2. 表達式中有WHEN的情形

參考

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