к алгоритмизации к оглавлению Описание SQL

Мартин Грубер

Понимание SQL

(перевод Лебедева В.Н., под редакцией Булычева В.Н.)

Запрос SQL из нескольких таблиц так же, как из одной

Объединение таблиц
Имена таблиц и столбцов
Создание объединения
Объединение таблиц через справочную целостность
Объединения таблиц по равенству значений
Объединение более двух таблиц
Резюме
Работа с SQL
Объединение таблицы с собой
Как делать объединение таблицы с собой?
Псевдонимы
Устранение избыточности
Проверка ошибок
Больше псевдонимов
Еще больше комплексных объединений
Резюме
Работа с SQL
Вставка одного запроса внутрь другого
Как работает подзапрос?
Значения, которые могут выдавать подзапросы
DISTINCT с подзапросами
Предикаты с подзапросами являются необратимыми
Использование агрегатных функций в подзапросах
Использование подзапросов с помощью оператора IN
Подзапросы выбирают одиночные столбцы
Использование выражений в подзапросах
Подзапросы в предложении HAVING
Резюме
Работа с SQL

ДО ЭТОГО КАЖДЫЙ ЗАПРОС, КОТОРЫЙ МЫ ИССЛЕДОВАЛИ, основывался на одиночной таблице. В этой главе, вы узнаете, как сделать запрос данных из любого числа таблиц с помощью одной команды. Это — чрезвычайно мощное средство, потому что оно не только объединяет вывод из нескольких таблиц, но и определяет связи между ними. Вы обучитесь различным формам, которые могут использовать эти связи, а также устанавливать и использовать их, чтобы удовлетворять возможным специальным требованиям.

Объединение таблиц

Одна из наиболее важных особенностей запросов SQL — это их способность определять связи между различными таблицами и выводить информацию из них в терминах этих связей, всю внутри одной команды.

Этот вид операции называется — объединением, которое является одним из видов операций в реляционных базах данных. Как установлено в Главе 1, главное в реляционном подходе это связи, которые можно создавать между позициями данных в таблицах. Используя объединения, мы непосредственно связываем информацию с любым номером таблицы, и таким образом способны создавать связи между сравнимыми фрагментами данных.

При объединении, таблицы, представленные списком в предложении FROM запроса, отделяются запятыми. Предикат запроса может ссылаться к любому столбцу любой связанной таблицы и, следовательно, может использоваться для связи между ними. Обычно предикат сравнивает значения в столбцах различных таблиц, чтобы определить, удовлетворяет ли WHERE установленному условию.

Имена таблиц и столбцов

Полное имя столбца таблицы фактически состоит из имени таблицы, сопровождаемого точкой и затем именем столбца. Имеются несколько примеров имен :

Salespeople.snum
Salespeople.city
Orders.odate

До этого, вы могли опускать имена таблиц, потому что вы запрашивали только одну таблицу одновременно, а SQL достаточно интеллектуален, чтобы присвоить соответствующий префикс, имени таблицы. Даже когда вы делаете запрос из нескольких таблиц, вы еще можете опускать имена таблиц, если все столбцы имеют различные имена. Но так бывает не всегда. Например, мы имеем две типовые таблицы со столбцами называемыми city.

Если мы должны связать эти столбцы (кратковременно), мы будем должны указать их с именами Salespeople.city или Customers.city, чтобы SQL мог их различать.

Создание объединения

Предположим, что вы хотите поставить в соответствии вашему продавцу ваших заказчиков в городе, в котором они живут, поэтому вы увидите все комбинации продавцов и заказчиков для этого города. Вы будете должны брать каждого продавца и искать в таблице Заказчиков всех заказчиков того же самого города. Вы могли бы сделать это, введя следующую команду (вывод показывается в Рисунке 8.1):

SELECT Customers.cname, Salespeople.sname, Salespeople.city
FROM Salespeople, Customers
WHERE Salespeople.city = Customers.city;

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT Customers.cname, Salespeople.sname, |
| Salespeople.city |
| FROM Salespeople, Customers |
| WHERE Salespeople.city = Customers.city |
| ============================================= |
| cname cname city |
| ------- -------- ---- |
| Hoffman Peel London |
| Clemens Peel London |
| Hoffman Motika London |
| Clemens Motika London |
| Liu Serres San Jose |
| Cisneros Serres San Jose |
===============================================

Рисунок 8.1. Объединение двух таблиц.

Так как это поле city имеется и в таблице Продавцов, и таблице Заказчиков, имена таблиц должны использоваться как префиксы. Хотя это необходимо, только когда два или более полей имеют одно и то же имя, в любом случае это хорошая идея включать имя таблицы в объединение для лучшего понимания и непротиворечивости. Несмотря на это, мы будем, в наших примерах далее использовать имена таблиц, только когда необходимо, так что будет ясно, когда они необходимы, а когда нет.

Что SQL в основном делает в объединении, так это исследует каждую комбинацию строк двух или более возможных таблиц, и проверяет эти комбинации по их предикатам. В предыдущем примере, требовалась строка продавца Peel из таблицы Продавцов и объединение ее с каждой строкой таблицы Пользователей, по одной в каждый момент времени.

Если комбинация производит значение которое делает предикат верным, и если поле city из строк таблиц Заказчика равно London, то Peel — это то запрашиваемое значение которое комбинация выберет для вывода. То же самое будет затем выполнено для каждого продавца в таблице Продавцов (у некоторых из которых не было никаких заказчиков в этих городах).

Объединение таблиц через справочную целостность

Эта особенность часто используется просто для эксплуатации связей встроенных в базу данных. В предыдущем примере, мы установили связь между двумя таблицами в объединении. Это прекрасно. Но эти таблицы уже были соединены через поле snum. Эта связь называется состоянием справочной целостности, как мы уже говорили в Главе 1. Используя объединение, можно извлекать данные в терминах этой связи. Например, чтобы показать имена всех заказчиков соответствующих продавцам, которые их обслуживают, мы будем использовать такой запрос:

SELECT Customers.cname, Salespeople.sname
FROM Customers, Salespeople
WHERE Salespeople.snum = Customers.snum;

Вывод этого запроса показывается в Рисунке 8.2.

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT Customers.cname, Salespeople.sname, |
| FROM Salespeople, Customers |
| WHERE Salespeople.snum = Customers.snum |
| ============================================= |
| cname sname |
| ------- -------- |
| Hoffman Peel |
| Giovanni Axelrod |
| Liu Serres |
| Grass Serres |
| Clemens Peel |
| Cisneros Rifkin |
| Pereira Motika |
===============================================

Рисунок 8.2. Объединение продавцов с их заказчиками.

Это — пример объединения, в котором столбцы используются для определения предиката запроса, и в этом случае, столбцы snum из обеих таблиц удалены из вывода. И это прекрасно.

Вывод показывает, какие заказчики какими продавцами обслуживаются; значения поля snum, которые устанавливают связь — отсутствуют. Однако если вы укажете их в вывод, то вы должны или удостовериться, что вывод понятен сам по себе или обеспечить комментарий к данным при выводе.

Объединения таблиц по равенству значений в столбцах и другие виды объединений

Объединения, которые используют предикаты основанные на равенствах называются — объединениями по равенству. Все наши примеры в этой главе до настоящего времени, относились именно к этой категории, потому что все условия в предложениях WHERE базировались на математических выражениях использующих знак равно (=). Строки 'city='London' и 'Salespeople.snum=Orders.snum' — примеры таких типов равенств, найденных в предикатах.

Объединения по равенству — это вероятно наиболее общий вид объединения, но имеются и другие. Вы можете, фактически, использовать любой из реляционных операторов в объединении. Здесь показан пример другого вида объединения (вывод показывается в Рисунке 8.3):

SELECT sname, cname
FROM Salespeople, Customers
WHERE sname < cname AND rating < 200;

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT sname, cname |
| FROM Salespeople, Customers |
| WHERE sname < cname |
| AND rating < 200; |
| ============================================= |
| sname cname |
| -------- ------- |
| Peel Pereira |
| Motika Pereira |
| Axelrod Hoffman |
| Axelrod Clemens |
| Axelrod Pereira |
===============================================

Рисунок 8.3. Объединение, основанное на неравенстве.

Эта команда не часто бывает полезна. Она воспроизводит все комбинации имени продавца и имени заказчика так, что первый предшествует последнему в алфавитном порядке, а последний имеет оценку меньше чем 200. Обычно, вы не создаете сложных связей подобно этой, и, по этой причине, вы, вероятно, будете строить наиболее общие объединения по равенству, но вы должны хорошо знать и другие возможности.

Объединение более двух таблиц

Вы можете также создавать запросы, объединяющие более двух таблиц. Предположим что мы хотим найти все Заказы заказчиков не находящихся в тех городах где находятся их продавцы. Для этого необходимо связать все три наши типовые таблицы (вывод показывается в Рисунке 8.4):

SELECT onum, cname, Orders.cnum, Orders.snum
FROM Salespeople, Customers,Orders
WHERE Customers.city <> Salespeople.city
AND Orders.cnum = Customers.cnum
AND Orders.snum = Salespeople.snum;

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT onum, cname, Orders.cnum, Orders.snum |
| FROM Salespeople, Customers, Orders |
| WHERE Customers.city <> Salespeople.city |
| AND Orders.cnum = Customers.cnum |
| AND Orders.snum = Salespeople.snum; |
| =============================================== |
| onum cname cnum snum |
| ------ ------- ----- ----- |
| 3001 Cisneros 2008 1007 |
| 3002 Pereira 2007 1004 |
| 3006 Cisneros 2008 1007 |
| 3009 Giovanni 2002 1003 |
| 3007 Grass 2004 1002 |
| 3010 Grass 2004 1002 |
=================================================

Рисунок 8.4. Объединение трех таблиц.

Хотя эта команда выглядит скорее как комплексная, вы можете следовать за логикой, просто проверяя, что заказчики не размещены в тех городах где размещены их продавцы (совпадение двух snum полей), и что перечисленные Заказы выполнены с помощью этих заказчиков (совпадение Заказов с полями cnum и snum в таблице Заказов).

Резюме

Теперь вы больше не ограничиваетесь просмотром одной таблицы в каждый момент времени. Кроме того, вы можете делать сложные сравнения между любыми полями любого числа таблиц и использовать полученные результаты, чтобы решать какую информацию вы бы хотели видеть. Фактически, эта методика настолько полезна для построения связей, что она часто используется для создания их внутри одиночной таблицы. Это будет правильным: вы сможете объединить таблицу с собой, а это очень удобная вещь. Это будет темой Главы 9.

Работа с SQL

Напишите запрос, который бы вывел список номеров Заказов, сопровождающихся именем заказчика, который создавал эти Заказы.
Напишите запрос, который бы выдавал имена продавца и заказчика для каждого Заказа после номера Заказов.
Напишите запрос, который бы выводил всех заказчиков, обслуживаемых продавцом с комиссионными выше 12%. Выведите имя заказчика, имя продавца и ставку комиссионных продавца.
Напишите запрос, который вычислил бы сумму комиссионных продавца для каждого Заказа заказчика с оценкой выше 100.

(См. Приложение A для ответов.)

Объединение таблицы с собой

В ГЛАВЕ 8 МЫ ПОКАЗАЛИ ВАМ, КАК ОБЪЕДИНЯТЬ ДВЕ или более таблиц вместе.

Достаточно интересно то, что та же самая методика может использоваться для объединения вместе двух копии одиночной таблицы.

В этой главе, мы будем исследовать этот процесс. Как вы видите, объединение таблицы с самой собой, далеко не простая вещь, и может быть очень полезным способом определять определенные виды связей между пунктами данных в конкретной таблице.

Как делать объединение таблицы с собой?

Для объединения таблицы с собой, вы можете сделать каждую строку таблицы, одновременно, и комбинацией ее с собой и комбинацией с каждой другой строкой таблицы. Вы затем оцениваете каждую комбинацию в терминах предиката, также как в объединениях разных таблиц. Это позволит вам легко создавать определенные виды связей между различными позициями внутри одиночной таблицы — с помощью обнаружения пар строк со значением поля, например.

Вы можете изобразить объединение таблицы с собой, как объединение двух копий одной и той же таблицы. Таблица на самом деле не копируется, но SQL выполняет команду так, как если бы это было сделано.

Другими словами, это объединение — такое же, как и любое другое объединение между двумя таблицами, за исключением того, что в данном случае обе таблицы идентичны.

Псевдонимы

Синтаксис команды для объединения таблицы с собой тот же, что и для объединения разных таблиц в одном запросе.

Когда вы объединяете таблицу с собой, все повторяемые имена столбца, заполняются префиксами имени таблицы. Чтобы ссылаться к этим столбцам внутри запроса, вы должны иметь два различных имени для этой таблицы.

Вы можете сделать это с помощью определения временных имен, называемых переменными диапазона, переменными корреляции или просто псевдонимами.

Вы определяете их в предложении FROM запроса. Это очень просто: вы набираете имя таблицы, оставляете пробел, и затем набираете псевдоним для нее.

Имеется пример, который находит все пары заказчиков имеющих один и тот же самый рейтинг (вывод показывается в Рисунке 9.1):

SELECT first.cname, second.cname, first.rating
FROM Customers first, Customers second
WHERE first.rating = second.rating;

Примечание. В СУБД Interbase 'SECOND' является ключевым словом, пример должен быть модифицирован, например, так:

SELECT a.cname, b.cname, a.rating
FROM Customers a, Customers b
WHERE a.rating = b.rating;

Обратите внимание, что на Рисунке 9.1., как и в некоторых дальнейших примерах, полный запрос не может уместиться в окне вывода, и, следовательно, будет усекаться.

В вышеупомянутой команде, SQL ведет себя так, как если бы он соединял две таблицы называемые 'первая' и 'вторая'. Обе они, фактически, таблицы Заказчиков, но псевдонимы разрешают им быть обработанными независимо. Псевдонимы первый и второй были установлены в предложении FROM запроса, сразу после имени копии таблицы.

Обратите внимание, что псевдонимы могут использоваться в предложении SELECT, даже если они не определены в предложении FROM.

Это — очень хорошо. SQL будет сначала допускать любые такие псевдонимы на веру, но будет отклонять команду, если они не определены далее в предложении FROM запроса.

Псевдоним существует, только пока команда выполняется. Когда запрос заканчивается, псевдонимы, используемые в нем, больше не имеют никакого значения.

Теперь, когда имеются две копии таблицы Заказчиков, чтобы работать с ними, SQL может обрабатывать эту операцию точно так же, как и любое другое объединение — берет каждую строку из одного псевдонима и сравнивает ее с каждой строкой из другого псевдонима.

Устранение избыточности

Обратите внимание, что наш вывод имеет два значения для каждой комбинации, причем второй раз в обратном порядке. Это потому, что каждое значение показано первый раз в каждом псевдониме, и второй раз (симметрично) в предикате.

Следовательно, значение A в псевдониме сначала выбирается в комбинации со значением B во втором псевдониме, а затем значение A во втором псевдониме выбирается в комбинации со значением B в первом псевдониме. В нашем примере, Hoffman выбрался вместе с Clemens, а затем Clemens выбрался вместе с Hoffman. Тот же самый случай с Cisneros и Grass, Liu и Giovanni, и так далее. Кроме того, каждая строка была сравнена сама с собой, чтобы вывести строки, такие как Liu и Liu.

Простой способ избежать этого состоит в том, чтобы налагать порядок на два значения, так, чтобы один мог быть меньше, чем другой или предшествовал ему в алфавитном порядке. Это делает предикат асимметричным, поэтому те же самые значения в обратном Заказе не будут выбраны снова, например:

SELECT first.cname, second.cname, first.rating
FROM Customers first, Customers second
WHERE first.rating = second.rating
AND first.cname < second.cname;

Вывод этого запроса показывается в Рисунке 9.2.

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT first.cname, second.cname, first.rating |
| FROM Customers first, Customers second |
| WHERE first.rating = second.rating |
| AND first.cname < second.cname |
| =============================================== |
| cname cname rating |
| ------- --------- ------- |
| Hoffman Pereira 100 |
| Giovanni Liu 200 |
| Clemens Hoffman 100 |
| Clemens Pereira 100 |
| Cisneros Grass 300 |
=================================================

Рисунок 9.2. Устранение избыточности вывода в объединении с собой.

Для СУБД Interbase 'second' нужно заменить чем-либо другим.

Hoffman предшествует Periera в алфавитном порядке, поэтому комбинация удовлетворяет обеим условиям предиката и появляется в выводе. Когда та же самая комбинация появляется в обратном Заказе — когда Periera в псевдониме первой таблицы сравнтвается с Hoffman во второй таблице псевдонима — второе условие не встречается. Аналогично, Hoffman не выбирается при наличии того же рейтинга что и он сам, потому что его имя не предшествует ему самому в алфавитном порядке. Если бы вы захотели включить сравнение строк с ними же в запросах подобно этому, вы могли бы просто использовать <= вместо <.

Проверка ошибок

Таким образом, мы можем использовать эту особенность SQL для проверки определенных видов ошибок. При просмотре таблицы Заказов, вы можете видеть, что поля cnum и snum должны иметь постоянную связь.

Так как каждый заказчик должен быть назначен к одному и только одному продавцу, каждый раз, когда определенный номер заказчика появляется в таблице Заказов, он должен совпадать с таким же номером продавца. Следующая команда будет определять любые несогласованности в этой области:

SELECT first.onum, first.cnum, first.snum, second.onum, second.cnum, second.snum
FROM Orders first, Orders second
WHERE first.cnum = second.cnum
AND first.snum <> second.snum;

Для Interbase см. Примечание выше.

Хотя это выглядит сложно, логика этой команды достаточно проста. Она будет брать первую строку таблицы Заказов, запоминать ее под первым псевдонимом, и проверять ее в комбинации с каждой строкой таблицы Заказов под вторым псевдонимом, одну за другой. Если комбинация строк удовлетворяет предикату, она выбирается для вывода. В этом случае предикат будет рассматривать эту строку, найдет строку, где поле cnum=2008 а поле snum=1007, и затем рассмотрит каждую следующую строку с тем же самым значением поля cnum. Если он находит, что какая-то из них имеет значение, отличное от значения поля snum, предикат будет верен, и выведет выбранные поля из текущей комбинации строк. Если же значение snum с данным значением cnum в нашей таблице совпадает, эта команда не произведет никакого вывода.

Больше псевдонимов

Хотя объединение таблицы с собой — это первая ситуация, когда понятно, что псевдонимы необходимы, вы не ограничены в их использовании, чтобы только отличать копию одной таблицы от ее оригинала. Вы можете использовать псевдонимы в любое время, когда вы хотите создать альтернативные имена для ваших таблиц в команде (см. Примечание по Interbase выше). Например, если ваши таблицы имеют очень длинные и сложные имена, вы могли бы определить простые односимвольные псевдонимы, типа a и b, и использовать их вместо имен таблицы в предложении SELECT и предикате. Они будут также использоваться с соотнесенными подзапросами (обсуждаемыми в Главе 11).

Еще больше комплексных объединений

Вы можете использовать любое число псевдонимов для одной таблицы в запросе, хотя использование более двух в данном предложении SELECT * будет излишеством.

Предположим, что вы еще не назначили ваших заказчиков к вашему продавцу. Компания должна назначить каждому продавцу первоначально трех заказчиков, по одному для каждого рейтингового значения. Вы лично можете решить, какого заказчика какому продавцу назначить, но следующий запрос вы используете, чтобы увидеть все возможные комбинации заказчиков, которых вы можете назначать.

(Вывод показывается в Рисунке 9.3):

SELECT a.cnum, b.cnum, c.cnum
FROM Customers a, Customers b, Customers c
WHERE a.rating = 100 AND b.rating = 200 AND c.rating = 300;

=============== SQL Execution Log ==============
| cnum cnum cnum |
| ----- ------ ------ |
| 2001 2002 2004 |
| 2001 2002 2008 |
| 2001 2003 2004 |
| 2001 2003 2008 |
| 2006 2002 2004 |
| 2006 2002 2008 |
| 2006 2003 2004 |
| 2006 2003 2008 |
| 2007 2002 2004 |
| 2007 2002 2008 |
| 2007 2003 2004 |
| 2007 2003 2008 |
=================================================

Рисунок 9.3. Комбинация продавцов с различными значениями рейтинга.

Как вы можете видеть, этот запрос находит все комбинации заказчиков с тремя значениями оценки, поэтому первый столбец состоит из заказчиков с оценкой 100, второй с 200, и последний с оценкой 300. Они повторяются во всех возможных комбинациях. Это — сортировка группировки которая не может быть выполнена с GROUP BY или ORDER BY, поскольку они сравнивают значения только в одном столбце вывода.

Вы должны также понимать, что не всегда обязательно использовать каждый псевдоним или таблицу которые упомянуты в предложении FROM запроса, в предложении SELECT. Иногда, предложение или таблица становятся запрашиваемыми исключительно потому, что они могут вызываться в предикате запроса. Например, следующий запрос находит всех заказчиков размещенных в городах, где продавец Serres (snum 1002) имеет Заказыков (вывод показывается в Рисунке 9.4):

SELECT b.cnum, b.cname
FROM Customers a, Customers b
WHERE a.snum = 1002
AND b.city = a.city;

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT b.cnum, b.cname |
| FROM Customers a, Customers b |
| WHERE a.snum = 1002 |
| AND b.city = a.city; |
| ==============================================|
| cnum cname |
| ------ --------- |
| 2003 Liu |
| 2008 Cisneros |
| 2004 Grass |
===============================================

Рисунок 9.4. Нахождение заказчиков в городах относящихся к Serres.

Псевдоним a будет делать предикат неверным за исключением случая, когда его значение столбца snum = 1002. Таким образом, псевдоним опускает все, кроме заказчиков продавца Serres. Псевдоним b будет верным для всех строк с тем же самым значением города, что и текущее значение города для a; в ходе запроса, строка псевдонима b будет верна один раз, когда значение города представлено в a.

Нахождение этих строк псевдонима b — единственная цель псевдонима a, поэтому мы не выбираем все столбцы подряд. Как вы можете видеть, собственные заказчики Serres выбираются при нахождении их в том же самом городе, что и он сам, поэтому выбор их из псевдонима a необязателен. Короче говоря, псевдоним находит строки заказчиков Serres, Liu и Grass. Псевдоним b находит всех заказчиков размещенных в любом из их городов (San Jose и Berlin соответственно) включая, конечно, самих — Liu и Grass.

Вы можете также создать объединение, которое включает и различные таблицы и псевдонимы одиночной таблицы. Следующий запрос объединяет таблицу Пользователей с собой: чтобы найти все пары заказчиков обслуживаемых одним продавцом. В то же самое время, этот запрос объединяет заказчика с таблицей Продавцов с именем этого продавца (вывод показан на Рисунке 9.5):

SELECT sname, Salespeople.snum, first.cname, second.cname
FROM Customers first, Customers second, Salespeople
WHERE first.snum = second.snum
AND Salespeople.snum = first.snum
AND first.cnum < second.cnum;

=============== SQL Execution Log ==================
| SELECT cname, Salespeople.snum, first.cname |
| second.cname |
| FROM Customers first, Customers second, Salespeople |
| WHERE first.snum = second.snum |
| AND Salespeople.snum = first.snum |
| AND first.cnum < second.cnum; |
| ====================================================|
| cname snum cname cname |
| ------ ------ -------- -------- |
| Serres 1002 Liu Grass |
| Peel 1001 Hoffman Clemens |
=====================================================

Рисунок 9.5. Объединение таблицы с собой и с другой таблицей.

Примечание. Для Interbase замените 'second' другим псевдонимом.

Резюме

Теперь Вы понимаете возможности объединения и можете использовать их для ограничения связей с таблицей, между различными таблицами, или в обоих случаях. Вы могли видеть некоторые возможности объединения при использовании его способностей. Вы теперь познакомились с терминами порядковые переменные, корреляционные переменные и предложения (эта терминология будет меняться от изделия к изделию, так что мы предлагаем Вам познакомиться со всеми тремя терминами). Кроме того, Вы поняли, немного, как в действительности работают запросы.

Следующим шагом после комбинации многочисленных таблиц или многочисленных копий одной таблицы в запросе, будет комбинация многочисленных запросов, где один запрос будет производить вывод, который будет затем управлять работой другого запроса. Это другое мощное средство SQL, о котором мы расскажем в Главе 10 и более тщательно в последующих главах.

Работа с SQL

Напишите запрос, который бы вывел все пары продавцов, живущих в одном и том же городе. Исключите комбинации продавцов с ними же, а также дубликаты строк, выводимых в обратном порядке.
Напишите запрос, который вывел бы все пары Заказов по данным заказчикам, именам этих заказчиков, и исключал дубликаты из вывода, как в предыдущем вопросе.
Напишите запрос, который вывел бы имена (cname) и города (city) всех заказчиков с такой же оценкой (rating) как у Hoffman. Напишите запрос, использующий поле cnum Hoffman, а не его оценку, так, чтобы оно могло быть использовано, если его оценка вдруг изменится.

(См. Приложение A для ответов.)

Вставка одного запроса внутрь другого

В КОНЕЦ ГЛАВЫ 9, МЫ ГОВОРИЛИ, ЧТО ЗАПРОСЫ могут управлять другими запросами. В этой главе вы узнаете, как это делается (большей частью), помещая запрос внутрь предиката другого запроса, и используя вывод внутреннего запроса в верном или неверном условии предиката. Вы сможете выяснить, какие виды операторов могут использовать подзапросы и посмотреть как подзапросы работают со средствами SQL, такими как DISTINCT, с составными функциями и выводимыми выражения. Вы узнаете, как использовать подзапросы с предложением HAVING и получите некоторые наставления, как правильно использовать подзапросы.

Как работает подзапрос?

С помощью SQL вы можете вкладывать запросы внутрь друг друга. Обычно, внутренний запрос генерирует значение, которое проверяется в предикате внешнего запроса, определяющего, верно оно или нет.

Предположим что мы знаем имя sname продавца Motika, но не знаем его номер snum, и хотим извлечь все его Заказы из таблицы Заказов. Имеется один способ, чтобы сделать это (вывод показывается в Рисунке 10.1):

SELECT *
FROM Orders
WHERE snum = (SELECT snum
FROM Salespeople
WHERE sname = 'Motika');

Чтобы оценить внешний (основной) запрос, SQL сначала должен оценить внутренний запрос (или подзапрос) внутри предложения WHERE. Он делает это так, как и должен делать запрос имеющий единственную цель — отыскать через таблицу Продавцов все строки, где поле sname равно значению Motika, и затем извлечь значения поля snum этих строк.

Единственной найденной строкой, естественно, будет snum = 1004. Однако SQL не просто выдает это значение, а помещает его в предикат основного запроса вместо самого подзапроса, так чтобы предиката прочитал, что snum = 1004

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT * |
| FROM Orders |
| WHERE snum = |
| (SELECT snum |
| FROM Salespeople |
| WHERE sname = 'Motika'); |
|=================================================|
| onum amt odate cnum snum |
| ----- ------- ---------- ----- ----- |
| 3002 1900.10 10/03/1990 2007 1004 |
=================================================

Рисунок 10.1. Использование подзапроса.

Основной запрос затем выполняется как обычно с вышеупомянутыми результатами. Конечно же, подзапрос должен выбрать один и только один столбец, а тип данных этого столбца должен совпадать с тем значением, с которым он будет сравниваться в предикате. Часто, как показано выше, выбранное поле и его значение будут иметь одинаковые имена (в этом случае, snum), но это необязательно.

Конечно, если бы мы уже знали номер продавца Motika, мы могли бы просто напечатать

WHERE snum = 1004

и выполнять далее с подзапросом в целом, но это было бы не так универсально. Это будет продолжать работать, даже если номер Motika изменился, а с помощью простого изменения имени в подзапросе, вы можете использовать его для чего угодно.

Значения, которые могут выдавать подзапросы

Скорее всего, было бы удобнее, чтобы наш подзапрос в предыдущем примере возвращал одно и только одно значение. Имея выбранным поле snum "WHERE city = ‘London’" вместо "WHERE sname = ‘Motika’", можно получить несколько различных значений. Это может сделать уравнение в предикате основного запроса невозможным для оценки верности или неверности, и команда выдаст ошибку.

При использовании подзапросов в предикатах основанных на реляционных операторах (уравнениях или неравенствах, как объяснено в Главе 4), вы должны убедиться, что использовали подзапрос, который будет выдавать одну и только одну строку вывода. Если вы используете подзапрос, который не выводит никаких значений вообще, команда не потерпит неудачи, но основной запрос не выведет никаких значений.

Подзапросы, которые не производят никакого вывода (или нулевой вывод), вынуждают рассматривать предикат ни как верный, ни как неверный, а как неизвестный. Однако, неизвестный предикат имеет тот же самый эффект, что и неверный: никакие строки не выбираются основным запросом (смотри Главу 5 для подробной информации о неизвестном предикате).

Это плохая стратегия, чтобы делать что-нибудь подобное следующему:

SELECT *
FROM Orders
WHERE snum = (SELECT snum
FROM Salespeople
WHERE city = 'Barcelona');

Поскольку мы имеем только одного продавца в Barcelona — Rifkin, то подзапрос будет выбирать одиночное значение snum и, следовательно, будет принят. Но это — только в данном случае. Большинство SQL баз данных имеют многочисленных пользователей, и если другой пользователь добавит нового продавца из Barcelona в таблицу, подзапрос выберет два значения, и ваша команда потерпит неудачу.

DISTINCT с подзапросами

Вы можете в некоторых случаях использовать DISTINCT, чтобы вынудить подзапрос генерировать одиночное значение. Предположим, что мы хотим найти все Заказы для тех продавцов, которые обслуживают Hoffman (cnum = 2001). Имеется один способ, чтобы сделать это (вывод показывается в Рисунке 10.2):

SELECT *
FROM Orders
WHERE snum = (SELECT DISTINCT snum
FROM Orders
WHERE cnum = 2001);

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT * |
| FROM Orders |
| WHERE snum = |
| (SELECT DISTINCT snum |
| FROM Orders |
| Where cnum = 2001); |
| =============================================== |
| onum amt odate cnum snum |
| ----- --------- --------- ------ ------- |
| 3003 767.19 10/03/1990 2001 1001 |
| 3008 4723.00 10/05/1990 2006 1001 |
| 3011 9891.88 10/06/1990 2006 1001 |
=================================================

Рисунок 10.2. Применение DISTINCT для получения одного значения из подзапроса.

Подзапрос установил, что значение поля snum совпало с Hoffman — 1001, и затем основной запрос выделил все Заказы с этим значением snum из таблицы Заказов (не разбирая, относятся они к Hoffman или нет). Так как каждый заказчик назначен к одному и только этому продавцу, мы знаем, что каждая строка в таблице Заказов с данным значением cnum должна иметь такое же значение snum. Однако, так как там может быть любое число таких строк, подзапрос мог бы вывести много (хотя и идентичных) значений snum для данного поля cnum. Аргумент DISTINCT предотвращает это. Если наш подзапрос возвратит более одного значения, это будет указывать на ошибку в наших данных — хорошая вещь для знающих об этом.

Альтернативный подход должен заключаться в том, чтобы ссылаться к таблице Заказчиков, а не к таблице Заказов в подзапросе. Так как поле cnum — это первичный ключ (о ключах см. в Главе 19) таблицы Заказчика, запрос выбирающий его, должен произвести только одно значение. Это рационально только если вы как пользователь имеете доступ к таблице Заказов, но не к таблице Заказчиков. В этом случае вы можете использовать решение, которое мы показали выше (SQL имеет механизмы, которые определяют, кто имеет привилегии, чтобы делать что-то в определенной таблице; это будет объясняться в Главе 22).

Пожалуйста, учтите, что методика, используемая в предшествующем примере, применима, только когда вы знаете, что два различных поля в таблице должны всегда совпадать, как в нашем случае. Эта ситуация не является типичной в реляционных базах данных, она является исключением из правил.

Предикаты с подзапросами являются необратимыми

Вы должны обратить внимание, что предикаты, включающие подзапросы, используют выражение

<скалярная форма> <оператор> <подзапрос>, а не

<подзапрос> <оператор> <скалярное выражение> или,

<подзапрос> <оператор> <подзапрос>.

Другими словами, вы не должны записывать предыдущий пример так:

SELECT *
FROM Orders
WHERE (SELECT DISTINCT snum
FROM Orders
WHERE cnum = 2001) = snum;

В строгой ANSI реализации, это приведет к неудаче, хотя некоторые программы и позволяют делать такие вещи (в частности, в Interbase такой запрос работает). ANSI также предохраняет вас от появления обоих значений при сравнении, которые нужно вывести с помощью подзапроса.

Использование агрегатных функций в подзапросах

Один тип функций, который автоматически может производить одиночное значение для любого числа строк, конечно же, — агрегатная функция. Любой запрос, использующий одиночную функцию агрегата без предложения GROUP BY, будет выбирать одиночное значение для использования в основном предикате. Например, вы хотите увидеть все Заказы, имеющие сумму приобретений выше средней на 4-е Октября (вывод показан на Рисунке 10.3):

SELECT *
FROM Orders
WHERE amt > (SELECT AVG (amt)
FROM Orders
WHERE odate = 10/04/1990);

Для Interbase нужно изменить так:

SELECT *
FROM Orders
WHERE amt > (SELECT AVG (amt)
FROM Orders
WHERE odate = CAST('10/04/1990' AS DATE));

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT * |
| FROM Orders |
| WHERE amt > |
| (SELECT AVG (amt) |
| FROM Orders |
| WHERE odate = 01/04/1990); |
| =============================================== |
| onum amt odate cnum snum |
| ----- -------- ---------- ----- ----- |
| 3002 1900.10 10/03/1990 2007 1004 |
| 3005 5160,45 10/03/1990 2003 1002 |
| 3006 1098.19 10/03/1990 2008 1007 |
| 3009 1713.23 10/04/1990 2002 1003 |
| 3008 4723.00 10/05/1990 2006 1001 |
| 3010 1309.95 10/06/1990 2004 1002 |
| 3011 9891.88 10/06/1990 2006 1001 |
=================================================

Рисунок 10.3. Выбор всех сумм со значением выше средней на 10/04/1990.

Средняя сумма приобретений на 4 Октября — 1788.98 (1713.23 + 75.75) делится пополам, что в целом равняется = 894.49. Все строки со значением в поле amt выше этого — являются выбранными.

Имейте в виду, что сгруппированные агрегатные функции, которые являются агрегатными функциями, определенными в терминах предложения GROUP BY, могут производить многочисленные значения. Они, следовательно, не позволительны в подзапросах такого характера. Даже если GROUP BY и HAVING используются таким способом, что только одна группа выводится с помощью подзапроса, команда будет отклонена в принципе. Вы должны использовать одиночную агрегатную функцию с предложением WHERE, что устранит нежелательные группы. Например, следующий запрос, который должен найти среднее значение комиссионных продавца в Лондоне

SELECT AVG (comm)
FROM Salespeople
GROUP BY city
HAVING city = 'London;

не может использоваться в подзапросе! Во всяком случае, это не лучший способ формировать запрос. Другим способом может быть

SELECT AVG (comm)
FROM Salespeople
WHERE city = 'London';

Использование подзапросов, которые выдают много строк с помощью оператора IN

Вы можете использовать подзапросы, которые производят любое число строк, если вы используете специальный оператор IN (операторы BETWEEN, LIKE, и IS NULL не могут использоваться с подзапросами). Как вы помните, IN определяет набор значений, одно из которых должно совпадать с другим термином уравнения предиката в Заказе, чтобы предикат был верным. Когда вы используете IN с подзапросом, SQL просто формирует этот набор из вывода подзапроса. Мы можем, следовательно, использовать IN, чтобы выполнить такой же подзапрос, который не будет работать с реляционным оператором, и найти все атрибуты таблицы Заказов для продавца в Лондоне (вывод показывается в Рисунке 10.4):

SELECT *
FROM Orders
WHERE snum IN (SELECT snum
FROM Salespeople
WHERE city = 'London');

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT * |
| FROM Orders |
| WHERE snum IN |
| (SELECT snum |
| FROM Salespeople |
| WHERE city = 'London'); |
| =============================================== |
| onum amt odate cnum snum |
| ----- -------- ---------- ----- ------ |
| 3003 767.19 10/03/1990 2001 1001 |
| 3002 1900.10 10/03/1990 2007 1004 |
| 3006 1098.19 10/03/1990 2008 1007 |
| 3008 4723.00 10/05/1990 2006 1001 |
| 3011 9891.88 10/06/1990 2006 1001 |
=================================================

Рисунок 10.4. Использование подзапроса с IN.

В ситуации подобно этой, подзапрос более прост для пользователя, чтобы понимать его, и более прост для компьютера, чтобы его выполнить, чем, если бы Вы использовали объединение:

SELECT onum, amt, odate, cnum, Orders.snum
FROM Orders, Salespeople
WHERE Orders.snum = Salespeople.snum
AND Salespeople.city = 'London';

Хотя это и произведет тот же самый вывод, что и в примере с подзапросом, SQL должен будет просмотреть каждую возможную комбинацию строк из двух таблиц и проверить их снова по составному предикату.

Проще и эффективнее извлекать из таблицы Продавцов значения поля snum где city = 'London', и затем искать эти значения в таблице Заказов, как это делается в варианте с подзапросом. Внутренний запрос дает нам snum=1001 и snum=1004. Внешний запрос затем дает нам строки из таблицы Заказов, где эти поля snum найдены.

Строго говоря, быстрее или нет работает вариант подзапроса, практически зависит от реализации — в какой программе вы это используете. Эта часть вашей программы, называемая оптимизатор, пытается найти наиболее эффективный способ выполнения ваших запросов.

Хороший оптимизатор, во всяком случае, преобразует вариант объединения в подзапрос, но нет достаточно простого способа для вас, чтобы выяснить, выполнено это или нет. Лучше сохранить ваши запросы в памяти, чем полагаться полностью на оптимизатор.

Конечно, вы можете также использовать оператор IN, даже когда вы уверены, что подзапрос произведет одиночное значение. В любой ситуации, где вы можете использовать реляционный оператор сравнения (=), вы можете использовать IN. В отличие от реляционных операторов, IN не может заставить команду потерпеть неудачу, если больше чем одно значение выбрано подзапросом. Это может быть или преимуществом или недостатком.

Вы не увидите непосредственно вывода из подзапросов; если вы полагаете, что подзапрос собирается произвести только одно значение, а он производит различные. Вы не сможете объяснить различия в выводе основного запроса. Например, рассмотрим команду, которая похожа на предыдущую:

SELECT onum, amt, odate
FROM Orders
WHERE snum = (SELECT snum
FROM Orders
WHERE cnum = 2001);

Вы можете устранить потребность в DISTINCT, используя IN вместо (=), подобно этому:

SELECT onum, amt, odate
FROM Orders
WHERE snum IN (SELECT snum
FROM Orders
WHERE cnum = 2001);

Что случится, если есть ошибка и один из Заказов был аккредитован к различным продавцам? Версия, использующая IN, будет давать вам все Заказы для обоих продавцов. Нет никакого очевидного способа наблюдения за ошибкой, и поэтому сгенерированные отчеты или решения, сделанные на основе этого запроса, не будут содержать ошибки. Вариант, использующий (=), просто потерпит неудачу.

Это, по крайней мере, позволило бы вам узнать, что имеется такая проблема. Вы должны затем выполнять поиск неисправности, выполнив этот подзапрос отдельно и наблюдая значения, которые он производит.

В принципе, если вы знаете, что подзапрос должен (по логике) вывести только одно значение, вы должны использовать =. IN является подходящим, если запрос может ограниченно производить одно или более значений, независимо от того ожидаете вы их или нет.

Предположим, мы хотим знать комиссионные всех продавцов обслуживающих заказчиков в Лондоне:

SELECT comm
FROM Salespeople
WHERE snum IN (SELECT snum
FROM Customers
WHERE city = 'London');

Выводимыми для этого запроса, показанного в Рисунке 10.5, являются значения комиссионных продавца Peel (snum = 1001), который имеет обоих заказчиков в Лондоне. Это — только для данного случая. Нет никакой причины, чтобы некоторые заказчики в Лондоне не могли быть назначенными к кому-то еще. Следовательно, IN — это наиболее логичная форма чтобы использовать ее в запросе.

=============== SQL Execution Log ==============
| SELECT comm |
| FROM Salespeople |
| WHERE snum IN |
| (SELECT snum |
| FROM Customers |
| WHERE city = 'London'); |
| =============================================== |
| comm |
| ------- |
| 0.12 |
=================================================

Рисунок 10.5: Использование IN с подзапросом для вывода одного значения

Между прочим, префикс таблицы для поля city необязателен в предыдущем примере, несмотря на возможную неоднозначность между полями city таблицы Заказчика и таблицы Продавцов.

SQL всегда ищет первое поле в таблице, обозначенной в предложении FROM текущего подзапроса. Если поле с данным именем там не найдено, проверяются внешние запросы. В вышеупомянутом примере, "city" в предложении WHERE означает, что имеется ссылка к Customer.city (поле city таблицы Заказчиков).

Так как таблица Заказчиков указана в предложении FROM текущего запроса, SQL предполагает, что это — правильно. Это предположение может быть отменено полным именем таблицы или префиксом псевдонима, о которых мы поговорим позже, когда будем говорить об соотнесенных подзапросах. Если возможен беспорядок, конечно же, лучше всего использовать префиксы.

Подзапросы выбирают одиночные столбцы

Смысл всех подзапросов обсужденных в этой главе тот, что все они выбирают одиночный столбец. Это обязательно, поскольку выбранный вывод сравнивается с одиночным значением. Подтверждением этому то, что SELECT * не может использоваться в подзапросе. Имеется исключение из этого, когда подзапросы используются с оператором EXISTS, который мы будем представлять в Главе 12.

Использование выражений в подзапросах

Вы можете использовать выражение, основанное на столбце, а не просто сам столбец, в предложении SELECT подзапроса. Это может быть выполнено или с помощью реляционных операторов, или с IN. Например, следующий запрос использует реляционный оператор = (вывод показывается в Рисунке 10.6):

SELECT *
FROM Customers
WHERE cnum = (SELECT snum + 1000
FROM Salespeople
WHERE sname = 'Serres');

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT * |
| FROM Customers |
| WHERE cnum = |
| (SELECT snum + 1000 |
| WHERE Salespeople |
| WHERE sname = 'Serres' |
| ============================================= |
| cnum cname city rating snum |
| ----- -------- ---- ------ ----- |
| 2002 Giovanni Rome 200 1003 |
===============================================

Рисунок 10.6. Использование подзапроса с выражением.

Он находит всех заказчиков, чье значение поля cnum равное 1000, выше поля snum Serres. Мы предполагаем, что столбец sname не имеет никаких двойных значений (это может быть предписано или UNIQUE INDEX, обсуждаемым в Главе 17, или ограничением UNIQUE, обсуждаемым в Главе 18), иначе подзапрос может произвести многочисленные значения. Когда поля snum и сnum не имеют такого простого функционального значения как например первичный ключ, что не всегда хорошо, запрос типа вышеупомянутого невероятно полезен.

Подзапросы в предложении HAVING

Вы можете также использовать подзапросы внутри предложения HAVING. Эти подзапросы могут использовать свои собственные агрегатные функции, если они не производят многочисленных значений или использовать GROUP BY или HAVING. Следующий запрос является этому примером (вывод показывается в Рисунке 10.7):

SELECT rating, COUNT (DISTINCT cnum)
FROM Customers
GROUP BY rating
HAVING rating > (SELECT AVG (rating)
FROM Customers
WHERE city = 'San Jose');

=============== SQL Execution Log ============
| SELECT rating,count (DISTINCT cnum) |
| FROM Customers |
| GROUP BY rating |
| HAVING rating > |
| (SELECT AVG (rating) |
| FROM Customers |
| WHERE city = 'San Jose' |
|===============================================|
| rating |
| -------- -------- |
| 300 2 |
===============================================

Рисунок 10.7. Нахождение заказчиков с оценкой выше среднего в San Jose.

Эта команда подсчитывает заказчиков с оценками выше среднего в San Jose. Так как имеются другие оценки отличные от 300, они должны быть выведены с числом номеров заказчиков, которые имели эту оценку.

Резюме

Теперь вы используете запросы в иерархической манере. Вы видели, что использование результата одного запроса для управления другим, расширяет возможности позволяющие выполнить большее количество функций. Вы теперь понимаете, как использовать подзапросы с реляционными операторами также как и со специальным оператором IN, или в предложении WHERE, или в предложении HAVING внешнего запроса.

В следующих главах, мы будем разрабатывать подзапросы. Сначала в Главе 11, мы обсудим другой вид подзапроса, который выполняется отдельно для каждой строки таблицы вызываемой во внешнем запросе. Затем, в Главе 12 и 13, мы представим вам несколько специальных операторов, которые функционируют на всех подзапросах, как это делает IN, за исключением, когда эти операторы могут использоваться только в подзапросах.

Работа с SQL

Напишите запрос, который бы использовал подзапрос для получения всех Заказов для заказчика с именем Cisneros. Предположим, что вы не знаете номера этого заказчика, указываемого в поле cnum.
Напишите запрос, который вывел бы имена и оценки всех заказчиков, которые имеют усредненные Заказы.
Напишите запрос, который бы выбрал общую сумму всех приобретений в Заказах для каждого продавца, у которого эта общая сумма больше, чем сумма наибольшего Заказа в таблице.

(См. Приложение A для ответов.)

продолжение

к алгоритмизации к оглавлению Описание SQL

Знаете ли Вы, что конструкторы - это операции, которые используют в качестве аргументов объекты соответствующего им типа и создают другие объекты такого же типа. Например, операция сложения матриц создает новую матрицу.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира