神奇的 SQL 之谓词 → 难理解的 EXISTS

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前言

  开心一刻

我还要飞的更高,飞的更高,啊!

谓词

  SQL 中的谓词指的是:返回值是逻辑值的函数。让有人 知道函数的返回值有将会是数字、字符串将会日期等等,但谓词的返回值删改是逻辑值(TRUE/FALSE/UNKNOW),谓词是三种特殊的函数。关于逻辑值,还还可以查看:神奇的 SQL 之温柔的陷阱 → 三值逻辑 与 NULL !

  SQL 中的谓词有什么都,如 =、>、<、<> 等,让有人 来看看 SQL 具体有哪此常用的谓词

  比较谓词

    创建表与初始化数据

-- 1、表创建并初始化数据
DROP TABLE IF EXISTS tbl_student;
CREATE TABLE tbl_student (
  id INT(8) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  sno VARCHAR(12) NOT NULL COMMENT '学号',
    name VARCHAR(5) NOT NULL COMMENT '姓名',
    age TINYINT(3) NOT NULL COMMENT '年龄',
  sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性别,1:男,2:女',
  PRIMARY KEY (id)
);
INSERT INTO tbl_student(sno,name,age,sex) VALUES
('201901007001','李小龙',21,1),
('201901007002','王祖贤',16,2),
('201901001003','林青霞',17,2),
('201901001004','李嘉欣',15,2),
('201901009005','周润发',20,1),
('201901009006','张国荣',18,1);

DROP TABLE IF EXISTS tbl_student_class;
CREATE TABLE tbl_student_class (
  id int(8) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  sno varchar(12) NOT NULL COMMENT '学号',
  cno varchar(5) NOT NULL COMMENT '班级号',
  cname varchar(20) NOT NULL COMMENT '班级名',
  PRIMARY KEY (`id`)
) COMMENT='学生班级表';
INSERT INTO tbl_student_class VALUES 
('1', '201901007001', '01007', '影视7班'),
('2', '201901007002', '01007', '影视7班'),
('3', '201901001003', '01008', '影视8班'),
('4', '201901001004', '01008', '影视8班'),
('5', '201901009005', '01009', '影视9班'),
('6', '201901009006', '01009', '影视9班');

SELECT * FROM tbl_student;
SELECT * FROM tbl_student_class;

    相信让有人 对 =、>、<、<>(!=)等比较运算符都非常熟悉,它们的正式名称要是比较谓词,使用示你这些下

-- 比较谓词示例
SELECT * FROM tbl_student WHERE name = '王祖贤';
SELECT * FROM tbl_student WHERE age > 18;
SELECT * FROM tbl_student WHERE age < 18;
SELECT * FROM tbl_student WHERE age <> 18;
SELECT * FROM tbl_student WHERE age <= 18;

  LIKE

    让有人 想用 SQL 做而且 简单的模糊查询时,后会用到 LIKE 谓词,分为 前一致、中一致和后一致,使用示你这些下

-- LIKE谓词
SELECT * FROM tbl_student WHERE name LIKE '李%';         -- 前一致
SELECT * FROM tbl_student WHERE name LIKE '%青%';        -- 中一致
SELECT * FROM tbl_student WHERE name LIKE '青%';        -- 后一致

    将会name字段上建了索引,这么了前一致会利用索引;而中一致、后一致会走全表扫描。

  BETWEEN

    让有人 想进行范围查询时,往往会用到 BETWEEN 谓词,示你这些下

-- BETWEEN谓词
SELECT * FROM tbl_student WHERE age BETWEEN 15 AND 22;
SELECT * FROM tbl_student WHERE age NOT BETWEEN 15 AND 22;

    BETWEEN  和它日后的第另有三个白 AND 组成另有三个白 范围条件;BETWEEN 会含晒 临界值 15 和 22

SELECT * FROM tbl_student WHERE age BETWEEN 15 AND 22;
-- 等价于
SELECT * FROM tbl_student WHERE age >= 15 AND age <= 22;

    若想要含晒 临界值,那就还要这么了写了

SELECT * FROM tbl_student WHERE age > 15 AND age < 22;

  IS NULL 和 IS NOT NULL

    NULL 的水陷得,具体可看:神奇的 SQL 之温柔的陷阱 → 三值逻辑 与 NULL !

  IN

    有原先另有三个白 需求:查询出年龄等于 15、18以及20的学生,让有人 会用 OR 来查

-- OR
SELECT * FROM tbl_student WHERE age = 15 OR age = 18 OR age = 20;

    用 OR 来查没问题报告 ,而且有而且 欠缺,将会选折 的对象很多,SQL会变得这么了长,阅读性会这么了差。什么都让有人 还还可以用 IN 来代替

-- IN
SELECT * FROM tbl_student WHERE age IN(15,18,20);

    IN 有三种而且 谓词这么了的使用方式:使用子查询作为其参数,三种在平时项目中也是用的非常多的,你这些:查询出影视7班的学生信息

-- IN实现,但不推荐
SELECT * FROM tbl_student 
WHERE sno IN (
    SELECT sno FROM tbl_student_class 
    WHERE cname = '影视7班'
); 

-- 联表查,推荐
SELECT ts.* FROM
tbl_student_class tsc LEFT JOIN tbl_student ts ON tsc.sno = ts.sno
WHERE tsc.cname = '影视7班';

    什么都情形下,IN 是还还可以用联表查询来替换的

EXISTS

  EXISTS也是 SQL 谓词,但平时用的很多,删改后会说适用场景少,要是它不好驾驭,让有人 用不好它。它用法与而且 谓词不一样,而且不好理解,另外什么都情形下让有人 都用 IN 来替代它了。

  理论篇

    在真正讲解 EXSITS 示例日后,让有人 先来了解下理论知识:实体的阶层 、全称量化与存在量化

    实体的阶层

      SQL 严格区分阶层,这么了跨阶层操作。就用让有人 常用的谓词来举例,同样是谓词,而且与 = 、BETWEEN 等相比,EXISTS 的用法还是大不相同的。概括来说,区别在于“谓词的参数还还可以取哪此值”;“x = y”或 “x BETWEEN y ” 等谓词还还可以取的参数是像 “21” 将会 “李小龙” 原先的单一值,让有人 称之为标量值,而 EXISTS 还还可以取的参数究竟是哪此呢?从下面这条 SQL 搞笑的话来看,EXISTS 的参数不像是单一值

SELECT * FROM tbl_student ts
WHERE EXISTS (
    SELECT * FROM tbl_student_class tsc
    WHERE ts.sno = tsc.sno
);

      让有人 还还可以看出 EXISTS 的参数是行数据的集合。不言而喻这么了说,是将会无论子查询中选折 哪此样的列,对于 EXISTS 来说删改后会一样的。在 EXISTS 的子查询里, SELECT 子句的列表还还可以是下面这三种写法。

1. 通配符:SELECT *
2. 常量:SELECT '1'
3. 列名:SELECT tsc.id

      也要是说如下 3 条 SQL 查到的结果是一样的

      用个图来概括下一般的谓词与 EXISTS 的区别

 

      从上图让有人 知道,EXISTS 的特殊性在于输入值的阶数(输出值和而且 谓词一样,删改后会逻辑值)。谓词逻辑中,根据输入值的阶数对谓词进行分类。= 将会 BETWEEEN 等输入值为一行的谓词叫作“一阶谓词”,而像 EXISTS 原先输入值为行的集合的谓词叫作 “二阶谓词”。关于 “阶” ,有兴趣的还还可以区看我的另一篇博客:神奇的 SQL 之层级 → 为哪此 GROUP BY 日后这么了直接引用原表中的列

    全称量化和存在量化

      谓词逻辑含晒 量词(限量词、数量词)你这些特殊的谓词。让有人 还还可以用它们来表达而且 原先的命题:“所有的 x 都满足条件 P” 将会 “存在(合适另有三个白 )满足条件 P 的 x ”,前者称为“全称量词”,后者称为“存在量词”,分别记作 ∀(A的下倒)、∃(E的左倒)。

      SQL 中的 EXISTS 谓词实现了谓词逻辑中的存在量词,然而遗憾的是, SQL 却并这么了实现全称量词。而且这么了全称量词不言而喻算是 SQL 的致命欠缺,将会全称量词和存在量词假如有一天定义了另有三个白 ,原先就还还可以被推导出来。具体还还可以参考下面三种等价改写的规则(德·摩根定律)。

∀ x P x = ¬ ∃ x ¬P(所有的 x 都满足条件 P =不存在不满足条件 P 的 x )

∃ x P x = ¬ ∀ x ¬Px(存在 x 满足条件 P =不言而喻所有的 x 删改后会满足条件 P)

      而且在 SQL 中,为了表达全称量化,还要将"所有的行都满足条件P" 原先的命题转去掉 "不存在不满足条件 P 的行"

  实践篇

    里面的理论篇,让有人 都看日后将会还是有点儿晕,让有人 结合具体的实际案例来看看 EXISTS 的妙用

    查询表中“不”存在的数据

      里面的 tbl_student中的学生都分配到了具体的班级,假设新来了另有三个白 学生(刘德华、张家辉),让有人 暂时还未被分配到班级,让有人 怎么将让有人 查询出来(查询未被分配到班级的学生信息)。

-- 新来、未被分配到班级的学生
INSERT INTO tbl_student(sno,name,age,sex) VALUES
('20190610010','刘德华',55,1),
('20190610011','张家辉',46,1);

      让有人 最容易想到的 SQL 肯定是下面这条

-- NOT IN 实现
SELECT * FROM tbl_student WHERE sno NOT IN(SELECT sno FROM tbl_student_class);

      人太好用 NOT EXISTS 也是还还可以实现的

-- NOT EXISTS 实现
SELECT * FROM tbl_student ts
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT * FROM tbl_student_class tsc WHERE ts.sno = tsc.sno
);

    全称量化 :习惯 “肯定 ⇔ 双重否定” 之间的转换

      EXISTS 谓词来表达全称量化,这是EXISTS 的用法中很具有代表性的另有三个白 用法。而且还要让有人 打破常规思维,习惯从全称量化 “所有的行都××” 到其双重否定 “不××的行一行删改后会存在” 的转换。

      假设让有人 有学生成绩表:tbl_student_score

-- 学生成绩表
DROP TABLE IF EXISTS tbl_student_score;
CREATE TABLE tbl_student_score (
  id INT(8) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  sno VARCHAR(12) NOT NULL COMMENT '学号',
    subject VARCHAR(5) NOT NULL COMMENT '课程',
    score TINYINT(3) NOT NULL COMMENT '分数',
  PRIMARY KEY (id)
);
INSERT INTO tbl_student_score(sno,subject,score) VALUES
('201901007001','数学',100),
('201901007001','语文',100),
('201901007001','物理',100),
('201901001003','数学',100),
('201901001003','语文',95),
('201901009006','数学',40),
('201901009006','语文',90),
('20190610011','数学',100);

SELECT * FROM tbl_student_score;

      1、查询出“所有科目分数删改后会 100 分以上的学生”

        201901007001、201901001003、20190610011 这另有三个白 学生满足条件,让有人 还要将这 3 个学生查出来,三种 SQL 该怎么写? 让有人 还要转换下命题,将查询条件“所有科目分数删改后会 100 分以上” 转去掉 它的双重否定 “没另有三个白 科目分数不满 100 分”,而且用 NOT EXISTS 来表示转换后的命题

-- 没另有三个白

科目分数不满 100 分
SELECT DISTINCT sno
FROM tbl_student_score tss1
WHERE NOT EXISTS -- 不存在满足以下条件的行
(    SELECT * FROM tbl_student_score tss2
    WHERE tss2.sno = tss1.sno
    AND tss2.score < 100    -- 分数不满100 分的科目
);

      2、查询出“数学分数在 100 分以上(含晒 100)且语文分数在 100 分以上(含晒 )的学生”

        结果应该是学号分别为 201901007001、201901001003 的学生。像原先的需求,让有人 在实际业务中应该会老会 遇到,而且乍一看将会会人太好不太像是全称量化的条件。将会改成下面原先的说法,将会让有人 一下子就能明白它是全称量化的命题了。

"某个学生的所有行数据中,将会科目是数学,则分数在 100 分以上;将会科目是语文,则分数在 100 分以上。"

        让有人 再转去掉 它双重否定:某个学生的所有行数据中,将会科目是数学,则分数不低于 100;将会科目是语文,则分数不低于 100 ;让有人 还还可以按照如下顺序写出让有人 想要的 SQL

-- 1、CASE 表达式,肯定
CASE WHEN subject = '数学' AND score >= 100 THEN 1
        WHEN subject = '语文' AND score >= 100 THEN 1
        ELSE 0 
END;

-- 2、CASE 表达式,单重否定(去掉

 NOT EXISTS才算双重)
CASE WHEN subject = '数学' AND score < 100 THEN 1
        WHEN subject = '语文' AND score < 100 THEN 1
    ELSE 0 
END;

-- 3、结果含晒

了 20190610011 的 SQL 
SELECT DISTINCT sno
FROM tbl_student_score tss1
WHERE subject IN ('数学', '语文')
AND NOT EXISTS
(
    SELECT *FROM tbl_student_score tss2
    WHERE tss2.sno = tss1.sno
    AND 1 = CASE WHEN subject = '数学' AND score < 100 THEN 1
                        WHEN subject = '语文' AND score < 100 THEN 1
                        ELSE 0 
                    END
);

-- 4、20190610011 这么了语文成绩,剔除掉
SELECT sno
FROM tbl_student_score tss1
WHERE subject IN ('数学', '语文')
AND NOT EXISTS
(
    SELECT * FROM tbl_student_score tss2
    WHERE tss2.sno = tss1.sno
    AND 1 = CASE WHEN subject = '数学' AND score < 100 THEN 1
                        WHEN subject = '语文' AND score < 100 THEN 1
                        ELSE 0 
                        END
)
GROUP BY sno
HAVING COUNT(*) = 2; -- 还要两门科目删改后会分数

    关于 EXISTS 的案例有什么都,这里就不再举例了,有兴趣的小伙伴还还可以看看:SQL 中的 EXISTS 到底做了哪此?

    将会让有人 想掌握 EXISTS,希望让有人 多看看 EXISTS 的案例,都看了你就会发现其中的通性:哪此场景适合用 EXISTS。

总结

  1、SQL 中的谓词分三种:一阶谓词和二阶谓词(EXISTS),区别主要在于接收的参数不同,一阶谓词接收的是 行,而二阶谓词接收的是 行的集合;

  2、SQL 中这么了与全称量词相当的谓词,还还可以使用 NOT EXISTS 代替;

  3、EXISTS 不言而喻难用(删改后会不好用,要是不必用),主要是全称量词的命题转换(肯定 ⇔ 双重否定)比较难(楼主也懵!)。实际工作中往往会舍弃 EXISTS,寻找它的替代方式,将会是 SQL 的替代,也将会是业务方面的转换,什么都说,EXISTS 掌握不了没关系,当然,能掌握那是最好了;

参考

  《SQL基础教程》

  《SQL进阶教程》