MySQL高级查询之JOIN、子查询、窗口函数实际案例_Mysql

前言

在日常开发中，单表查询往往无法满足业务需求。通过高级查询技术，mysql 能够灵活地从多个表中获取数据、进行复杂的数据筛选和分析。本文将重点介绍三种高级查询方式：join（连接查询）、子查询 和 窗口函数，并提供实际案例帮助你更好地理解和应用这些技术。

1. join（连接查询）

join 允许我们在 sql 语句中将两个或多个表通过相关联的列进行组合，从而在一条查询中获取多表数据。mysql 中常见的 join 类型包括：

1.1 内连接（inner join）

原理：返回两个表中满足连接条件的记录。
示例：
```
select o.order_id, o.order_date, c.customer_name
from orders as o
inner join customers as c on o.customer_id = c.customer_id;
```
上述查询返回所有订单及其对应客户名称，仅当订单和客户存在匹配关系时才会返回结果。

1.2 左连接（left join）

原理：返回左表的所有记录，即使右表中没有匹配也会显示 null。

示例：

select c.customer_name, o.order_id
from customers as c
left join orders as o on c.customer_id = o.customer_id;

此查询列出所有客户，即使有些客户没有订单，相关订单字段将显示为 null。

1.3 右连接（right join）

原理：与左连接类似，不过返回右表所有记录，左表未匹配部分显示 null。
示例：
```
select o.order_id, c.customer_name
from orders as o
right join customers as c on o.customer_id = c.customer_id;
```
这种连接方式在实际开发中较少使用，多数场景可以通过调整 left join 的顺序来实现相同效果。

1.4 自连接（self join）

原理：同一张表中不同记录间的关联查询，通常用于查找具有层级或关系的数据。

示例：

select e1.employee_name as manager, e2.employee_name as subordinate
from employees as e1
inner join employees as e2 on e1.employee_id = e2.manager_id;

该查询展示了管理者与其下属之间的关系。

2. 子查询

子查询（subquery）是嵌套在其他 sql 语句内部的查询语句，通常用于将一个查询的结果作为条件或数据源。根据使用位置，子查询可分为以下几种：

2.1 标量子查询

特点：返回单个值，可以在 where 或 select 子句中直接使用。

示例：

select order_id, order_date
from orders
where customer_id = (select customer_id from customers where customer_name = '张三');

此查询将客户名称为“张三”的客户 id 提取出来，并用于过滤订单表中的记录。

2.2 列表子查询

特点：返回一列值，可以用于 in 或 not in 条件中。

示例：

select order_id, order_date
from orders
where customer_id in (select customer_id from customers where city = '北京');

该查询筛选出所有来自北京的客户的订单。

2.3 表子查询

特点：返回一个结果集，通常用于 from 子句中充当临时表。

示例：

select t.customer_id, t.total_orders
from (
    select customer_id, count(*) as total_orders
    from orders
    group by customer_id
) as t
where t.total_orders > 5;

这里的子查询先统计每个客户的订单数量，再过滤出订单数大于 5 的客户。

2.4 相关子查询

特点：子查询依赖于外层查询的数据，每行记录都将执行一次子查询。

示例：

select e.employee_id, e.employee_name,
       (select count(*) from orders o where o.salesperson_id = e.employee_id) as order_count
from employees as e;

该查询为每个销售人员统计其负责的订单数量。

3. 窗口函数

mysql 从 8.0 版本开始支持窗口函数（window functions），这使得在不使用子查询的情况下直接对查询结果进行分组统计、排名等操作成为可能。

3.1 常见窗口函数

row_number()：为结果集中的每一行返回一个唯一的序号。
```
select order_id, order_date,
       row_number() over (order by order_date) as row_num
from orders;
```
该查询按照订单日期为每个订单分配一个行号。

rank() 与 dense_rank()：用于排名，但在存在相同值时处理方式略有不同。rank 会跳过排名，而 dense_rank 不跳过。

select customer_id, total_spent,
       rank() over (order by total_spent desc) as rank
from (
    select customer_id, sum(amount) as total_spent
    from orders
    group by customer_id
) as spending;

sum()、avg()、max()、min() 等聚合函数：可以作为窗口函数使用，计算每个分组内的累计值或平均值等。
```
select order_id, order_date, amount,
       sum(amount) over (order by order_date rows between unbounded preceding and current row) as running_total
from orders;
```
上述查询展示了订单金额的累计总和，可以用于生成报表或趋势图。

3.2 使用场景

排名和排序：对销售额、得分或其他指标进行排序和排名。
累计求和：生成动态的累计值，如销售额的逐日累加。
分区统计：在不使用 group by 的情况下，对数据进行分区统计，保留详细数据行。

4. 实际案例：综合应用

假设你需要生成一个销售报表，其中包含每个销售人员的订单总额及其在各自区域内的排名，可以结合子查询与窗口函数来实现：

with salesdata as (
  select salesperson_id, region, sum(amount) as total_sales
  from orders
  group by salesperson_id, region
)
select salesperson_id, region, total_sales,
       rank() over (partition by region order by total_sales desc) as sales_rank
from salesdata;

这里，**cte（公用表表达式）**先统计出每个销售人员在各个区域内的订单总额，然后使用窗口函数按区域进行分区并对总销售额进行排名，帮助管理者快速识别出每个区域的销售冠军。