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SQL 子查询帮助你将一个问题分解为多个步骤，放在一个语句中。在本课程中，你将学习子查询的核心概念、主要类型，以及如何在 SELECT、WHERE 和 FROM 中使用它们，配合 Sakila 示例。

子查询简介：嵌套查询和内联视图

在之前的课程中，你已经学习了如何获取数据并使用 JOIN 组合表。但在实际任务中，你通常需要先计算一个中间结果，然后再在主查询中使用它。

这正是子查询的用途：它们使 SQL 逻辑逐步进行，更易于推理。

什么是子查询

子查询是嵌套在另一个 SQL 查询内部的 SELECT 语句。包含它的查询称为 外部查询。

子查询总是用括号 () 包裹。

子查询的执行方式

在大多数情况下，数据库管理系统（DBMS）首先执行内部查询。然后将其结果传递给外部查询，外部查询完成过滤或构建最终结果集。

-- 概念示例
SELECT column_name
FROM table_name
WHERE column_name = (SELECT value FROM another_table);

注意：括号中的表达式首先被计算，然后应用外部的 WHERE 条件。

子查询的主要类型

• 标量子查询：返回一个值（一个行，一个列）。
• 多行子查询：返回一个值的列表（一个列，多个行）。
• 表子查询（内联视图）：返回一组行和列，作为临时表使用。

SELECT 中的子查询

当你需要在基础列旁边添加额外的度量而不改变行粒度时，可以直接在 SELECT 列表中放置子查询。这在 JOIN 可能轻易重复行或需要大量聚合时特别有用。

场景 1： 显示每个客户的最后一次付款（日期和金额）。

SELECT
    c.customer_id,
    c.first_name,
    c.last_name,
    (
        SELECT p.payment_date
        FROM payment AS p
        WHERE p.customer_id = c.customer_id
        ORDER BY p.payment_date DESC
        LIMIT 1
    ) AS last_payment_date,
    (
        SELECT p.amount
        FROM payment AS p
        WHERE p.customer_id = c.customer_id
        ORDER BY p.payment_date DESC
        LIMIT 1
    ) AS last_payment_amount
FROM
    customer AS c
LIMIT 10;

结果：对于每个客户，你将获得确切的一个“最新”付款。使用 JOIN 通常更复杂：你首先计算最大日期，然后重新连接并解决平局。

场景 2： 显示每笔付款及其与该客户平均付款的偏差。

SELECT
    p.payment_id,
    p.customer_id,
    p.amount,
    (
        SELECT AVG(p2.amount)
        FROM payment AS p2
        WHERE p2.customer_id = p.customer_id
    ) AS customer_avg_amount,
    p.amount - (
        SELECT AVG(p3.amount)
        FROM payment AS p3
        WHERE p3.customer_id = p.customer_id
    ) AS delta_from_customer_avg
FROM
    payment AS p
LIMIT 15;

结果：每笔付款行保持其原始粒度，并获得每个客户的基准。使用 JOIN 方法将需要一个单独的聚合表和额外的连接。

WHERE 中的子查询

最常见的情况是在 WHERE 中的子查询，其中过滤依赖于动态计算的值。

场景： 查找 replacement_cost 高于所有电影平均值的电影。

SELECT
    title,
    replacement_cost
FROM
    film
WHERE
    replacement_cost > (
        SELECT AVG(replacement_cost)
        FROM film
    );

结果：内部查询计算平均值，外部查询返回高于该平均值的电影。

FROM 中的子查询（内联视图）

当子查询放在 FROM 中时，它在当前查询中表现得像一个临时表。这个模式称为 内联视图。

重要提示：内联视图必须有一个别名。

场景： 获取活跃客户及其付款。

SELECT
    active_cust.first_name,
    p.amount
FROM
    (
        SELECT
            customer_id,
            first_name
        FROM
            customer
        WHERE
            active = 1
    ) AS active_cust
INNER JOIN
    payment AS p ON active_cust.customer_id = p.customer_id;

结果：外部查询将子查询结果 active_cust 与 payment 连接。

子查询比 JOIN 更方便的情况

• 当你需要首先获取一个中间值时的逐步逻辑。
• 在不使主查询过于复杂的情况下，通过聚合（AVG、MAX、MIN）进行过滤。
• 对于缺失关系检查，NOT IN 或 NOT EXISTS 通常是自然选择。

本课程的关键要点：

• 子查询是嵌套在另一个 SQL 查询内部的 SELECT。
• 内部查询通常在外部查询之前运行。
• 子查询可以返回一个值、一组值或一个完整的表状集合。
• FROM 中的子查询称为内联视图，并需要一个别名。
• 子查询有助于编写更清晰、更灵活的 SQL。

常见问题

WHERE 中的子查询和 FROM 中的子查询有什么区别？

WHERE 中的子查询通常用于过滤外部查询的行。FROM 中的子查询构建一个临时数据集（内联视图），你可以进一步连接和处理。

我是否总是需要为 FROM 中的子查询提供别名？

是的。在大多数数据库管理系统中，FROM 中的子查询必须有一个别名。没有它，查询将失败。

面试问题

什么是子查询，它是如何执行的？

子查询是嵌套在外部 SQL 查询内部的 SELECT。通常，内部查询首先执行，外部查询使用其结果进行过滤或构建最终输出。

标量子查询和多行子查询有什么区别？

标量子查询返回一个值，通常与 = 或 > 一起使用。多行子查询返回一组值，并与 IN、ANY 或 ALL 一起使用。

SQL 中的内联视图是什么？

内联视图是 FROM 中的子查询，在一个查询中表现得像一个临时表。它必须有一个别名，以便你可以引用其列。

在下一课中，我们将深入探讨 WHERE 中的子查询，并涵盖运算符 IN、EXISTS、ANY 和 ALL。