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SQL中的WITH AS语法

article 2024/9/25 18:18:23

WITH AS介绍

SQL中的WITH AS语法是一种强大的工具，WITH AS可以简化复杂查询的编写，提高查询的可读性和维护性，WITH AS 语句允许用户定义一个临时的结果集，这个结果集被称为公共表表达式（Common Table Expression，简称CTE）。这个临时的结果集在查询执行期间存在，并且可以在同一个查询中被多次引用，就像一个临时表一样。这种语法的使用可以使得复杂的查询变得简单，同时也可以提高查询效率。

WITH AS的优点

提升代码可读性：通过给复杂的子查询命名，WITH AS使得SQL代码的结构更加清晰，便于理解。特别是当查询涉及到多个层次的子查询时，每个CTE都可以看作是一个逻辑上的步骤，使得整个查询逻辑易于跟踪和理解。

减少代码重复：如果一个子查询需要在主查询中多次使用，使用WITH AS定义一次CTE就可以避免重复书写相同的子查询代码，这不仅可以减少代码量，也降低了出错的可能性。

优化查询性能：虽然WITH AS本身并不直接提升查询性能，但在某些情况下数据库优化器能够更好地利用CTE进行查询优化。例如，如果一个CTE被多次引用，数据库可能只需要计算一次该CTE的结果，然后复用这个结果，而不是为每次引用都执行一遍子查询。

便于实现递归查询：WITH RECURSIVE是WITH AS的一个扩展，特别适用于处理层级结构或递归关系的数据，如组织结构、文件目录等。通过递归公用表表达式，可以方便地查询具有树形结构的数据，而无需编写复杂的自连接查询。

模块化查询构建：CTE可以把一个复杂的查询分解成多个小的、可管理的部分，每个部分都可以单独测试和调试，这对于大型查询的开发和维护尤其有用。

基本用法

//单个CTE
WITH 临时表名 AS (查询SQL)
SELECT * FROM 临时表名;

//多个CTE
WITH 
  临时表名1 AS (查询SQL),
  临时表名2 AS (查询SQL)
SELECT * FROM 临时表名1 JOIN 临时表名2;

CTE的定义和使用必须在同一个SQL内，因为它是一个临时表，只在查询期间存在，一个SQL也可以定义多个CTE。

具体使用示例：

//单个CTE
WITH cte AS (select 1 FROM dual)
SELECT * FROM cte;

//多个CTE
WITH 
  cte1 AS (SELECT 1 FROM dual),
  cte2 AS (SELECT 2 FROM dual)
SELECT * FROM cte1 JOIN cte2;

定义CTE,并为每列重命名，列表中的名称数量必须与结果集中的列数相等。

WITH cte (col1, col2) AS (SELECT 1,2 from dual)
SELECT col1, col2 FROM cte;

CTE嵌套

定义CTE也可以使用前面定义的CTE，如：

WITH 
  cte1 AS (SELECT 1 FROM dual),
  cte2 AS (SELECT * FROM cte1)//使用cte1生成cte2
SELECT * FROM cte2;

递归查询

递归查询是CTE的一个重要特性，即CTE定义的可以使用本身，递归CTE的语法为：WITH RECURSIVE。

WITH RECURSIVE cte (n) AS
(
  SELECT 1 FROM dual //没有使用cte，不参与递归
  UNION ALL
  SELECT n + 1 FROM cte WHERE n < 5//使用了cte，参与递归
)
SELECT * FROM cte;
//输出
+------+
| n    |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
|    5 |
+------+

定义递归CTE的SQL可以由多个部分组成，中间用UNION ALL或UNION连接，没有使用cte的部分不参与递归，只执行一次，对于使用cte的部分递归执行，查询列n + 1其中的n使用的是上一次查询的结果，n < 5是递归停止的条件，这很重要，避免了无限循环。

下面是两个递归cte使用的例子：

WITH RECURSIVE cte AS
(
  SELECT 1 AS n, 1 AS p, -1 AS q
  UNION ALL
  SELECT n + 1, q * 2, p * 2 FROM cte WHERE n < 5
)
SELECT * FROM cte;
//输出
+------+------+------+
| n    | p    | q    |
+------+------+------+
|    1 |    1 |   -1 |
|    2 |   -2 |    2 |
|    3 |    4 |   -4 |
|    4 |   -8 |    8 |
|    5 |   16 |  -16 |
+------+------+------+

//斐波那契数列生成
WITH RECURSIVE fibonacci (n, fib_n, next_fib_n) AS
(
  SELECT 1, 0, 1
  UNION ALL
  SELECT n + 1, next_fib_n, fib_n + next_fib_n
    FROM fibonacci WHERE n < 10
)
SELECT * FROM fibonacci;
//输出
+------+-------+------------+
| n    | fib_n | next_fib_n |
+------+-------+------------+
|    1 |     0 |          1 |
|    2 |     1 |          1 |
|    3 |     1 |          2 |
|    4 |     2 |          3 |
|    5 |     3 |          5 |
|    6 |     5 |          8 |
|    7 |     8 |         13 |
|    8 |    13 |         21 |
|    9 |    21 |         34 |
|   10 |    34 |         55 |
+------+-------+------------+