数据库作业8：SQL练习5 - SELECT（嵌套查询EXISTS、集合查询、基于派生表的查询）

一、带有EXISTS谓词的子查询

①EXISTS代表存在量词∃。带有EXISTS的子查询不返回任何数据，只产生逻辑真值‘true’或逻辑假值‘false’。
②使用存在量词EXISTS后，若内层查询结果非空，则外层的WHERE子句返回真值，否则返回假值。
③与EXISTS谓词相对的是NOT EXISTS谓词，使用存在量词NOT EXISTS后，若内层查询结果空，则外层的WHERE子句返回真值，否则返回假值。
④由EXISTS引出的子查询，其目标列表达式通常都用*，因为带EXISTS的子查询只返回真值或假值，给出列名无实际意义。
⑤所有带IN谓词、比较运算符、ANY和ALL谓词的子查询都能用带EXISTS谓词的子查询等价替换。

（本例是相关子查询）

SELECT Sname
FROM Student
WHERE EXISTS
      (SELECT*
       FROM SC
	   WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

查询结果：

SELECT Sname
FROM Student
WHERE NOT EXISTS
      (SELECT*
       FROM SC
	   WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

查询结果：

SQL里没有全称量词，但是可以把带有全称量词的谓词转换为等价的带有存在量词的谓词。
所以该题的意思可以转换为：查询这样的学生，没有一门课是他不选修的。

SELECT Sname
FROM Student
WHERE NOT EXISTS
      (SELECT*
       FROM Course
	   WHERE NOT EXISTS
	         (SELECT*
			 FROM SC
			 WHERE Sno=Student.Sno
			   AND Cno=Course.Cno));

从而EXISTS和NOT EXISTS来实现带全称量词的查询。

本查询可以用逻辑蕴涵来表达：查询学号为x的学生，对所有的课程y，只要201215122学生选修了课程y，则x也选修了y。
形式化表示：用p表示谓词“学生201215122学生选修了课程y”
用q表示谓词“学生x选修了课程y”
则上述查询为：（∀y）p→q
SQL语言中没有蕴涵逻辑运算，但是可以利用谓词演算将一个逻辑蕴涵的谓词等价转换为：p→q ≡ ┐p∨q
该查询可以转换为如下形式：
（∀y）p→q≡ ┐∃y（p∧┐q）意思为：不存在这样的课程y，学生201215122选修了y，而学生x没有选。

SELECT DISTINCT Sno
FROM SC SCX
WHERE NOT EXISTS
      (SELECT*
       FROM SC SCY
	   WHERE SCY.Sno='201215122'AND
	         NOT EXISTS
	         (SELECT*
			 FROM SC SCZ
			 WHERE SCZ.Sno=SCX.Sno AND
			    SCZ.Cno=SCY.Cno));

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二、集合查询

集合操作主要包括并操作UNION，交操作INTERSECT和差操作EXCEPT。

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS'
UNION
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<=19;

查询结果：
使用UNION将多个查询结果并起来时，系统会自动去掉重复元组。如果要保留重复元组则用UNION ALL操作符

SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='1'
UNION
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='2';

查询结果：

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS'
INTERSECT
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<='19';

查询结果：
(没有什么错是不能出的😁，我第一个SELECT后面写的*，第二个我就写成了Sno，然后就出错了🐷自罚三瓶养乐多👍）

SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='1'
INTERSECT
SELECT Sno
FROM SC
WHERE Cno='2';

查询结果：
（注意，这个题就不能SELECT *，否则会没有查询结果，因为上一题查询的是不同属性，而这个题查询的是同一个属性的不同结果，比如这个查询时如果不只选择学号，则会造成课程号和成绩不同则没有查询结果）

SELECT *
FROM Student
WHERE Sdept='CS'
EXCEPT
SELECT *
FROM Student
WHERE Sage<='19';

查询结果：
（也就是查询计算机科学系中年龄大于19岁的学生）

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三、基于派生表的查询
子查询不仅可以出现在WHERE子句中，还可以出现在FROM子句中，这时子查询生成的临时派生表成为主查询的查询对象。

/*改写后的*/
SELECT Sno,Cno
FROM SC,(SELECT Sno,AVG(Grade) FROM SC GROUP BY Sno)
         AS Avg_SC(avg_sno,avg_grade)
WHERE SC.Sno=Avg_sc.avg_sno and SC.Grade>=Avg_sc.avg_grade

/*改写前的*/
SELECT Sno,Cno
FROM SC x
WHERE Grade>=(SELECT AVG(Grade)
              FROM SC y
			  WHERE y.Sno=x.Sno);

查询结果都为 ：

Emmmm，相比较我更喜欢改写前的那种（因为好写）。
改写前的意思是：这就是一个嵌套查询，先查询SC x的学生，然后在y里求了这个学生所有选修的平均成绩后，在跟该学生的各科成绩比较，然后返回符合条件的查询值。
改写后的意思是：FROM子句中子查询会生成一个新表，主查询将SC表和新生成的派生表再通过某种属性相连接。

如果子查询中没有聚集函数，派生表可以不指定属性列，子查询SELECT后面的列名为其默认属性。比如下例：

/*改写后的*/
SELECT Sname
FROM Student,(SELECT Sno FROM SC WHERE Cno='1')AS SC1
WHERE Student.Sno=SC1.Sno;

/*改写前的*/
SELECT Sname
FROM Student
WHERE EXISTS
      (SELECT*
       FROM SC
	   WHERE Sno=Student.Sno AND Cno='1');

查询结果都是：

改写前的意思是：查询Student表里的学生，在查找SC表这些学生里Cno是否为1，是的话返回真值，返回该学生对应的Sname，不是的话查询下一个元组。
改写后的意思是：把SC表里Cno=1的形成一个派生表，在查询与Student表与SC表里Sno相等的，返回该学生的Sname。

通过FROM子句生成派生表时，AS关键字可以省略，但必须为派生关系指定一个别名。

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SELECT总结：

SELECT语句的一般格式：

SELECT [ALL|DISTINCT] 	<目标列表达式> [别名] [ ,<目标列表达式> [别名]]… 
FROM <表名或视图名> [别名] [ ,<表名或视图名> [别名]]… |(<SELECT语句>)[AS]<别名>
[WHERE <条件表达式>] 
[GROUP BY <列名1>[HAVING<条件表达式>]] 
[ORDER BY <列名2> [ASC|DESC]];

SELECT查询：

①单表查询：选择表中的若干列；选择表中的若干元组；ORDER BY子句；聚集函数；GROUP BY子句。
②连接查询：等值与非等值连接查询；自身连接；外连接；多表连接。
③嵌套查询：带IN谓词的子查询；带有比较运算符的子查询；带有ANY或ALL谓词的子查询；带有EXISTS谓词的子查询。
④集合查询：集合操作主要包括并操作UNION，交操作INTERSECT和差操作EXCEPT。
⑤基于派生表的查询