4.3 子查询

4.3 子查询

本节摘要：子查询是嵌在另一个查询里的查询。本节讲标量子查询、列子查询、表子查询（派生表）、相关子查询几种类型和用法。

阅读收获

阅读完本节，你应当能够：

1. 区分几种子查询类型
2. 用子查询在 WHERE/SELECT/FROM 中
3. 理解相关子查询的执行
4. 知道何时用 JOIN 代替子查询

一、什么是子查询

子查询是嵌套在另一个 SQL 语句里的 SELECT。外层查询用子查询的结果作为条件、列或表。子查询用括号括起来。

SELECT * FROM Orders
WHERE Amount > (SELECT AVG(Amount) FROM Orders);  -- 比平均金额大的订单
​

二、几种子查询类型

图 4-3 子查询类型

三、标量子查询

返回单个值，用在比较或 SELECT 列里：

-- 比平均大的订单
SELECT * FROM Orders
WHERE Amount > (SELECT AVG(Amount) FROM Orders);

-- 每个客户及其订单数（标量子查询当列）
SELECT FirstName,
       (SELECT COUNT(*) FROM Orders WHERE Orders.CustomerID = Customers.CustomerID) AS 订单数
FROM Customers;
​

四、列子查询

返回一列多行，配合 IN/ANY/ALL：

-- 有订单的客户
SELECT * FROM Customers
WHERE CustomerID IN (SELECT CustomerID FROM Orders);

-- 金额比所有北京客户都大（ALL）
SELECT * FROM Orders
WHERE Amount > ALL (SELECT Amount FROM Orders o
                    JOIN Customers c ON o.CustomerID = c.CustomerID
                    WHERE c.City = '北京');
​

五、表子查询（派生表）

返回多列多行，用在 FROM 后当临时表，必须起别名：

SELECT t.City, t.总数
FROM (
    SELECT City, COUNT(*) AS 总数
    FROM Customers
    GROUP BY City
) AS t
WHERE t.总数 > 5;
​

六、相关子查询

子查询引用外层查询的列，外层每行都执行一次子查询。EXISTS 是典型：

-- 有订单的客户
SELECT * FROM Customers c
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM Orders WHERE Orders.CustomerID = c.CustomerID);
​

EXISTS 只判断有没有行返回，不关心具体值，存在性检查很高效。

七、子查询 vs JOIN

很多子查询能改写成 JOIN，JOIN 通常更直观且优化器友好：

-- 子查询写法
SELECT * FROM Customers
WHERE CustomerID IN (SELECT CustomerID FROM Orders);

-- JOIN 写法（等价，常更优）
SELECT DISTINCT c.*
FROM Customers c
JOIN Orders o ON c.CustomerID = o.CustomerID;
​

⚠️ 常见坑：相关子查询在大表上每行执行一次，可能很慢。能用 JOIN 改写就改写，或确保关联列有索引。

💡 关键直觉：子查询用于"算一个值/列当条件"，JOIN 用于"连表展示列"。能用 JOIN 表达的优先 JOIN，子查询适合标量条件和 EXISTS 存在性判断。

要点串联

• 标量子查询：返回单值，用于比较/SELECT 列。
• 列子查询：返回一列，配合 IN/ANY/ALL。
• 表子查询（派生表）：返回多列多行，用在 FROM，必须起别名。
• 相关子查询：引用外层，每行执行一次，EXISTS 判断存在性高效。
• vs JOIN：能 JOIN 表达的优先 JOIN，子查询适合标量条件和 EXISTS。

下一节讲集合操作——把多个查询结果合并。

常见疑问

Q1：子查询和 JOIN 什么时候互换？

凡是子查询的结果能"平铺"成表来连，都可以改写为 JOIN。比如 WHERE CustomerID IN (SELECT CustomerID FROM ...) 可改写为 JOIN ...。选择原则：JOIN 语义更清晰、性能通常更好；子查询在"只取一个值（标量）"和"存在性判断（EXISTS）"时更自然。面试常考改写，建议同一需求两种都写一遍。

Q2：相关子查询为什么慢？

相关子查询每处理外层一行就执行一次内层查询，行数多时就是"逐行跑查询"，性能灾难。优化方向：改写为 JOIN、给内层关联列加索引、或先用子查询一次性算出结果集再关联（非相关）。

Q3：EXISTS 和 IN 到底谁快？

取决于场景。EXISTS 是"找到就停"（适合存在性判断），IN 会把子查询结果全部物化再比较。子查询结果很大时 EXISTS 通常更快；子查询结果小而外层表大时 IN 可能更优。原则：存在性判断优先 EXISTS，别盲目用 IN。两者语义在 NULL 处理上也有差异（NOT IN 遇 NULL 返回空）。

Q4：子查询能用在 SELECT 列里吗？

能，标量子查询可以放在 SELECT 列表（如"每个客户对应的订单数"）。但要小心：标量子查询必须返回且只返回一行一列，否则报错。这类"列子查询"常用但别滥用，逻辑复杂时用 JOIN 分组代替更清晰。

Q5：子查询可以嵌套几层？

语法上无限制，但嵌套过深（大于 3 层）可读性和性能都崩。建议用派生表（FROM 里的子查询）拆分，或把复杂逻辑拆成多个简单查询。可读性优先于"一行写完"。

动手做一做

子查询的类型多、用法活，建议通过改写练习来加深理解。

准备两张练习表，比如客户表和订单表。

第一个练习：写一条查询，找出金额大于平均金额的订单。这里子查询返回单个值，放在比较条件里，是标量子查询的典型用法。

第二个练习：找出下过订单的客户。可以写一个返回一列的子查询配合存在性判断，也可以改写为多表连接，把两种写法都写出来对比，体会它们的等价关系。

第三个练习：按城市统计客户数，再筛出客户数超过三人的城市。用派生表把统计结果包一层，体会子查询充当临时表的用法。

第四个练习：找出下过订单的客户，用关联子查询和存在性判断各写一遍，观察关联子查询和外层查询之间的引用关系。

这四个练习覆盖了标量、列、表、相关四类子查询，并且每个练习都给出了与连接或派生表互相改写的机会。同一需求两种写法，会让你真正理解"什么时候用子查询、什么时候用连接"。

一句话记忆

子查询是嵌在查询里的查询，按返回内容分为单值、一列、整表三类，引用外层列的就叫相关子查询。能和连接互相改写，能判断存在性的用存在性判断，这两点记住就够用了。