神奇的 SQL 之谓词 → 难理解的 EXISTS

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前言

  开心一刻

我能 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。一些人知道函数的返回值有将会是数字、字符串将会日期等等,但谓词的返回值完整版是逻辑值(TRUE/FALSE/UNKNOW),谓词是这人特殊的函数。关于逻辑值,都要能查看:神奇的 SQL 之温柔的陷阱 → 三值逻辑 与 NULL !

  SQL 中的谓词有一些,如 =、>、<、<> 等,一些人来看看 SQL 具体有有哪些常用的谓词

  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
('20190307001','李小龙',21,1),
('20190307002','王祖贤',16,2),
('2019030303','林青霞',17,2),
('2019030304','李嘉欣',15,2),
('20190309005','周润发',20,1),
('20190309006','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', '20190307001', '0307', '影视7班'),
('2', '20190307002', '0307', '影视7班'),
('3', '2019030303', '0308', '影视8班'),
('4', '2019030304', '0308', '影视8班'),
('5', '20190309005', '0309', '影视9班'),
('6', '20190309006', '0309', '影视9班');

SELECT * FROM tbl_student;
SELECT * FROM tbl_student_class;

    相信一些人对 =、>、<、<>(!=)等比较运算符都非常熟悉,它们的正式名称一些我比较谓词,使用示之类下

-- 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

    当一些人想用 SQL 做一些简单的模糊查询时,都会用到 LIKE 谓词,分为 前一致、中一致和后一致,使用示之类下

-- 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,那末 前一致会利用索引;而中一致、后一致会走全表扫描。

  BETWEEN

    当一些人想进行范围查询时,往往会用到 BETWEEN 谓词,示之类下

-- 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  和它但是的第有另一个 AND 组成有另一个范围条件;BETWEEN 会包含临界值 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;

    若我想要包含临界值,那就还要那末 写了

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

  IS NULL 和 IS NOT NULL

    NULL 的水深一点,具体可看:神奇的 SQL 之温柔的陷阱 → 三值逻辑 与 NULL !

  IN

    有另另一个 有另一个需求:查询出年龄等于 15、18以及20的学生,一些人会用 OR 来查

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

    用 OR 来查没什么的问题,一些我有一些不够,将会取舍的对象太大,SQL会变得那末 长,阅读性会那末 差。一些一些人都要能用 IN 来代替

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

    IN 有这人一些谓词那末 的使用措施:使用子查询作为其参数,这人在平时项目中也是用的非常多的,之类: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';

    一些清况 下,IN 是都要能用联表查询来替换的

EXISTS

  EXISTS也是 SQL 谓词,但平时用的太大,有的是说适用场景少,一些我它不好驾驭,一些人用不好它。它用法与一些谓词不一样,一些我不好理解,另外一些清况 下一些人都用 IN 来替代它了。

  理论篇

    在真正讲解 EXSITS 示例但是,一些人先来了解下理论知识:实体的阶层 、全称量化与所处量化

    实体的阶层

      SQL 严格区分阶层,那末跨阶层操作。就用一些人常用的谓词来举例,同样是谓词,一些我与 = 、BETWEEN 等相比,EXISTS 的用法还是大不相同的。概括来说,区别在于“谓词的参数都要能取有哪些值”;“x = y”或 “x BETWEEN y ” 等谓词都要能取的参数是像 “21” 将会 “李小龙” 另另一个 的单一值,一些人称之为标量值,而 EXISTS 都要能取的参数究竟是有哪些呢?从下面这条 SQL 励志的话 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
);

      一些人都要能看出 EXISTS 的参数是行数据的集合。有的是就是 那末 说,是将会无论子查询中取舍有哪些样的列,对于 EXISTS 来说有的是一样的。在 EXISTS 的子查询里, SELECT 子句的列表可算不算下面这这人写法。

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

      也一些我说如下 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

 

      从上图一些人知道,EXISTS 的特殊性在于输入值的阶数(输出值和一些谓词一样,有的是逻辑值)。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 另另一个 输入值为行的集合的谓词叫作 “二阶谓词”。关于 “阶” ,有兴趣的都要能区看我的另一篇博客:神奇的 SQL 之层级 → 为有哪些 GROUP BY 但是那末直接引用原表中的列

    全称量化和所处量化

      谓词逻辑包含量词(限量词、数量词)之类特殊的谓词。一些人都要能用它们来表达一些另另一个 的命题:“所有的 x 都满足条件 P” 将会 “所处(大约有另一个)满足条件 P 的 x ”,前者称为“全称量词”,后者称为“所处量词”,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所处量词,然而遗憾的是, SQL 却并那末 实现全称量词。一些我那末 全称量词有的是就是 算不算 SQL 的致命不够,将会全称量词和所处量词我希望定义了有另一个,另另一个 就都要能被推导出来。具体都要能参考下面这人等价改写的规则(德·摩根定律)。

∀ x P x = ¬ ∃ x ¬P(所有的 x 都满足条件 P =不所处不满足条件 P 的 x )

∃ x P x = ¬ ∀ x ¬Px(所处 x 满足条件 P =有的是就是 所有的 x 有的是满足条件 P)

      一些我在 SQL 中,为了表达全称量化,还要将"所有的行都满足条件P" 另另一个 的命题转添加 "不所处不满足条件 P 的行"

  实践篇

    上边的理论篇,一些人看完但是将会还是有点痛 晕,一些人结合具体的实际案例来看看 EXISTS 的妙用

    查询表中“不”所处的数据

      上边的 tbl_student中的学生都分配到了具体的班级,假设新来了有另一个学生(刘德华、张家辉),一些人暂时还未被分配到班级,一些人如保将一些人查询出来(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
('2019063010','刘德华',55,1),
('2019063011','张家辉',46,1);

      一些人最容易想到的 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 也是都要能实现的

-- 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有另一个用法。一些我还要一些人打破常规思维,习惯从全称量化 “所有的行都××” 到其双重否定 “不××的行一行有的是所处” 的转换。

      假设一些人有学生成绩表: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
('20190307001','数学',30),
('20190307001','语文',30),
('20190307001','物理',30),
('2019030303','数学',30),
('2019030303','语文',95),
('20190309006','数学',40),
('20190309006','语文',90),
('2019063011','数学',30);

SELECT * FROM tbl_student_score;

      1、查询出“所有科目分数有的是 30 分以上的学生”

        20190307001、2019030303、2019063011 这有另一个学生满足条件,一些人还要将这 3 个学生查出来,这人 SQL 该如保写? 一些人还要转换下命题,将查询条件“所有科目分数有的是 30 分以上” 转添加它的双重否定 “那末 有另一个科目分数不满 30 分”,一些我用 NOT EXISTS 来表示转换后的命题

-- 那末

有另一个科目分数不满 30 分
SELECT DISTINCT sno
FROM tbl_student_score tss1
WHERE NOT EXISTS -- 不所处满足以下条件的行
(    SELECT * FROM tbl_student_score tss2
    WHERE tss2.sno = tss1.sno
    AND tss2.score < 30    -- 分数不满30 分的科目
);

      2、查询出“数学分数在 30 分以上(包含30)且语文分数在 30 分以上(包含)的学生”

        结果应该是学号分别为 20190307001、2019030303 的学生。像另另一个 的需求,一些人在实际业务中应该会一个劲遇到,一些我乍一看将会会人太好不太像是全称量化的条件。将会改成下面另另一个 的说法,将会一些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 30 分以上;将会科目是语文,则分数在 30 分以上。"

        一些人再转添加它双重否定:某个学生的所有行数据中,将会科目是数学,则分数不低于 30;将会科目是语文,则分数不低于 30 ;一些人都要能按照如下顺序写出一些人我想要的 SQL

-- 1、CASE 表达式,肯定
CASE WHEN subject = '数学' AND score >= 30 THEN 1
        WHEN subject = '语文' AND score >= 30 THEN 1
        ELSE 0 
END;

-- 2、CASE 表达式,单重否定(添加 NOT EXISTS才算双重)
CASE WHEN subject = '数学' AND score < 30 THEN 1
        WHEN subject = '语文' AND score < 30 THEN 1
    ELSE 0 
END;

-- 3、结果包含了 2019063011 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 < 30 THEN 1
                        WHEN subject = '语文' AND score < 30 THEN 1
                        ELSE 0 
                    END
);

-- 4、2019063011 那末

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 < 30 THEN 1
                        WHEN subject = '语文' AND score < 30 THEN 1
                        ELSE 0 
                        END
)
GROUP BY sno
HAVING COUNT(*) = 2; -- 还要两门科目有的是分数

    关于 EXISTS 的案例有一些,这里就不再举例了,有兴趣的小伙伴都要能看看:SQL 中的 EXISTS 到底做了有哪些?

    将会一些人想掌握 EXISTS,希望一些人多看看 EXISTS 的案例,看完了你就会发现其中的通性:有哪些场景适合用 EXISTS。

总结

  1、SQL 中的谓词分这人: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 中那末 与全称量词相当的谓词,都要能使用 NOT EXISTS 代替;

  3、EXISTS 有的是就是 难用(有的是不好用,一些我不用用),主一些我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,寻找它的替代措施,将会是 SQL 的替代,也将会是业务方面的转换,一些说,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》