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  • SQL语句中exists/not exists的用法分析

     作者:Dsw

    比如在Northwind数据库中有一个查询为

    SELECT c.CustomerId,CompanyName FROM Customers c
    WHERE EXISTS(
    SELECT OrderID FROM Orders o WHERE o.CustomerID=c.CustomerID) 

    这里面的EXISTS是如何运作呢?子查询返回的是OrderId字段,可是外面的查询要找的是CustomerID和CompanyName字段,这两个字段肯定不在OrderID里面啊,这是如何匹配的呢? 
    EXISTS用于检查子查询是否至少会返回一行数据,该子查询实际上并不返回任何数据,而是返回值True或False
    EXISTS 指定一个子查询,检测 行 的存在。
    语法: EXISTS subquery
    参数: subquery 是一个受限的 SELECT 语句 (不允许有 COMPUTE 子句和 INTO 关键字)。
    结果类型: Boolean 如果子查询包含行,则返回 TRUE ,否则返回 FLASE 。

    例表A:TableIn 例表B:TableEx


    (一). 在子查询中使用 NULL 仍然返回结果集

    select * from TableIn where exists(select null)
    等同于: select * from TableIn

     
    (二). 比较使用 EXISTS 和 IN 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

    select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)
    select * from TableIn where ANAME in(select BNAME from TableEx)


    (三). 比较使用 EXISTS 和 = ANY 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

    select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)
    select * from TableIn where ANAME=ANY(select BNAME from TableEx)


    NOT EXISTS 的作用与 EXISTS 正好相反。如果子查询没有返回行,则满足了 NOT EXISTS 中的 WHERE 子句。
    结论:
    EXISTS(包括 NOT EXISTS )子句的返回值是一个BOOL值。 EXISTS内部有一个子查询语句(SELECT ... FROM...), 我将其称为EXIST的内查询语句。其内查询语句返回一个结果集。 EXISTS子句根据其内查询语句的结果集空或者非空,返回一个布尔值。
    一种通俗的可以理解为:将外查询表的每一行,代入内查询作为检验,如果内查询返回的结果取非空值,则EXISTS子句返回TRUE,这一行行可作为外查询的结果行,否则不能作为结果。
    分析器会先看语句的第一个词,当它发现第一个词是SELECT关键字的时候,它会跳到FROM关键字,然后通过FROM关键字找到表名并把表装入内存。接着是找WHERE关键字,如果找不到则返回到SELECT找字段解析,如果找到WHERE,则分析其中的条件,完成后再回到SELECT分析字段。最后形成一张我们要的虚表。
    WHERE关键字后面的是条件表达式。条件表达式计算完成后,会有一个返回值,即非0或0,非0即为真(true),0即为假(false)。同理WHERE后面的条件也有一个返回值,真或假,来确定接下来执不执行SELECT。
    分析器先找到关键字SELECT,然后跳到FROM关键字将STUDENT表导入内存,并通过指针找到第一条记录,接着找到WHERE关键字计算它的条件表达式,如果为真那么把这条记录装到一个虚表当中,指针再指向下一条记录。如果为假那么指针直接指向下一条记录,而不进行其它操作。一直检索完整个表,并把检索出来的虚拟表返回给用户。EXISTS是条件表达式的一部分,它也有一个返回值(true或false)。
    在插入记录前,需要检查这条记录是否已经存在,只有当记录不存在时才执行插入操作,可以通过使用 EXISTS 条件句防止插入重复记录。

    INSERT INTO TableIn (ANAME,ASEX) 
    SELECT top 1 '张三', '男' FROM TableIn
    WHERE not exists (select * from TableIn where TableIn.AID = 7)
    

    EXISTS与IN的使用效率的问题,通常情况下采用exists要比in效率高,因为IN不走索引,但要看实际情况具体使用:

    IN适合于外表大而内表小的情况;EXISTS适合于外表小而内表大的情况。

    1、Student:

    Sno

    Sname

    Ssex

    Sage

    Sdept

    200215121

    李勇

    20

    CS

    200215122

    刘晨

    19

    CS

    200215123

    王敏

    18

    MA

    200215124

    张立

    19

    IS

    2、Course:

    Cno

    Cname

    Cpno

    Ccredit

    1

    数据库

    5

    4

    2

    数学

     

    2

    3

    信息系统

    1

    4

    4

    操作系统

    6

    3

    5

    数据结构

    7

    4

    6

    数据处理

     

    2

    7

    PASCAL语言

    6

    4

    3、SC:

    Sno

    Cno

    Credit

    200215121

    1

    92

    200215121

    2

    85

    200215121

    3

    88

    200215122

    2

    90

    200215122

    3

    80

    例1:查询所有选修了1号课程的学生的姓名。

    解法1:利用exists

    首先取Student表中的一个元组,然后在SC表中依次找SC.Sno=该元组的Sno,并且对应的Cno='1',如果存在,则外层查询的where子句返回为真,则Student表中的该元组可以输出。然后依次遍历Student表中的其他元组。

    举个例子:对于在学生表中学号等于2002151121这个元组,在SC表中第一条记录即符合条件,然后where 子句返回 true,所以该条元组可以输出。然后依次遍历。

    select Sname
    from  Student
    where exists
    (
          select *
          from SC
          where Sno = Student.Sno AND Cno='1'
    );
    

    解法2:利用连接查询

    select Sname
    from Student,SC
    where Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno='1';
    

    例2:查询没有选修1号课程的学生的姓名。

    解:

    select Sname
    from Student
    where not exists
    (
         select *
         from SC
         where Sno=Student.Sno  AND   Cno='1'
    );

    例3:查询选修了全部课程的学生姓名。

    select Sname
    from Student
    where not exists
              (
                     select *
                     from Course
                     where not exists
                               (
                                     select *
                                     from  SC
                                     where Sno=Student.Sno AND
                                                Cno=Course.Cno
                               ) );

    查找语义:查询这样的学生,没有一门课程是他不选修的。

    查找过程:

    首先,选取Student表中的一个元组,然后在依次判断Course表中的每个元组是否可以输出,只要有一个课程可以输出,则最外层查询的where子句返回为false;而在判断某个课程是否可以输出时,则要利用第三层查询,利用当前的学号和当前的课程号,在SC表中查询,如果存在,则第二层查询where子句返回false。至此,每一门课程都不可以输出时,这个学号对应的元组才可以输出。表示这个学生选修了全部的课程。

     例4:至少选修了学生200215122选修的全部课程的学生号码。

    select distinct Sno
    from SC SCX
    where not exists
              (
                  select *
                  from SC SCY
                  where SCY.Sno='2002151122'  AND
                            not exists
                            (
                                  select *
                                  from SC SCZ
                                  where SCZ.Sno=SCX.Sno  AND
                                            SCZ.Cno=SCY.Cno));
    

    查询语义:不存在这样的课程y,学生200215122选修了y,而学生x没选。

    查询过程:先在SCX表中选一条记录,比方说第一条,然后再看SCY表中,只有SCY表中全部不能输出,第一层查询的where子句才返回true,第一条记录就可以输出;所以就要一次查看SCY表中的每一个元组,前三个,因为学号首先不满足=200215122所以必然不能输出,第四个的话,就要看其AND后面的not exists返回什么值,而这又取决于第三层查询中是否存在满足学号等于SCX.Sno且课程号=SCY.Cno的元组,经查看,有 ,则返回false,所以第四个也不能输出,第五个类似,所以,第一层查询的not exists返回true。所以第一条记录可以输出。 

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