SQL中的IN语句和EXISTS语句
大家好，使用SQL时经常需要根据其他表的值过滤数据，常见方法是使用IN和EXISTS子句。这两者都用于检查子查询中值的存在，但它们的工作方式略有不同，并可能对性能产生不同影响。本文将探讨IN和EXISTS的定义、工作原理及其使用场景，并通过一些示例使这些概念更易于理解。
一、IN子句和EXITS子句
1.1 IN子句
IN子句用于根据列值是否与列表或子查询中的任何值匹配来过滤结果集。可以将其理解为在问：“这个值在这个列表中吗？” 如果是，则该行包含在结果集中。
以使用IN与列表为例，假设有一个名为students的表：
| student_id | name | age |
|---|---|---|
| 1 | Arjun | 21 |
| 2 | Riya | 22 |
| 3 | Kiran | 23 |
| 4 | Sanjay | 21 |
| 5 | Priya | 24 |
要找出所有注册过任意课程的学生，可使用如下IN子句：
SELECT name
FROM students
WHERE student_id IN (SELECT student_id FROM courses);
查询结果如下：
| name |
|---|
| Arjun |
| Riya |
| Sanjay |
在这个过程中，子查询(SELECT student_id FROM courses)返回courses表中的student_id列表。IN子句检查students表中的student_id是否与这些ID中的任何一个匹配，如果匹配，则将该学生包含在结果中。
也可使用IN与子查询，假设有另一个名为courses的表：
| course_id | student_id | course_name |
|---|---|---|
| 101 | 1 | Mathematics |
| 102 | 3 | Physics |
| 103 | 2 | Chemistry |
| 104 | 4 | Biology |
要找出所有注册过任意课程的学生，可使用如下IN与子查询：
SELECT name
FROM students
WHERE student_id IN (SELECT student_id FROM courses);
查询结果如下：
| name |
|---|
| Arjun |
| Riya |
| Kiran |
| Sanjay |
在这个过程中，子查询(SELECT student_id FROM courses)返回courses表中的student_id列表。IN子句检查students表中的student_id是否与这些ID中的任何一个匹配，如果匹配，则将该学生包含在结果中。
1.2 EXSITS子句
EXISTS子句用于检查子查询是否返回任何行。与检查值匹配不同，EXISTS检查子查询是否至少找到一行。如果找到，则条件为真，该行将包含在结果集中。
使用相同的students和courses表，让我们找出所有注册了任何课程的学生，但这次使用EXISTS。
使用EXISTS与子查询如下：
SELECT name
FROM students s
WHERE EXISTS (
SELECT 1
FROM courses c
WHERE c.student_id = s.student_id
);
查询结果如下：
| name |
|---|
| Arjun |
| Riya |
| Kiran |
| Sanjay |
在这个过程中，对于students表中的每一行，EXISTS子句运行子查询以检查courses表中是否存在student_id相同的行。如果子查询找到匹配项，EXISTS子句返回true，并将该学生包含在结果中。
二、IN与EXISTS区别与使用场景
2.1 IN与EXISTS的主要区别
乍一看，IN和EXISTS可能看起来非常相似，在许多情况下，它们可以互换使用。然而，有以下一些重要的区别需要考虑。
性能
-
IN：IN子句中的子查询执行一次，结果存储在内存中。这对于小列表可以高效，但如果列表很大，可能会变慢。
-
EXISTS：EXISTS子句中的子查询为外部查询中的每一行执行。当子查询返回大量行时，这可能更高效，尤其是在找到匹配项后可以停止检查的情况下。
NULL处理
-
IN：如果子查询返回NULL值，可能会导致意外结果，因为在SQL中，NULL比较比较复杂。
-
EXISTS：不存在NULL问题，因为它只检查行是否存在，而不管其值如何。
使用场景
-
IN：当您有一个值列表或一个小的子查询结果要比较时，最为合适。
-
EXISTS：当您想检查另一个表中相关数据的存在性时，尤其是在子查询结果很大或很复杂的情况下，最为合适。
2.2 何时使用IN
当处理一个小的、静态的值列表或返回可管理数量行的子查询时，可使用IN。它非常适合检查列的值是否与列表或简单子查询的结果匹配的情况，示例代码如下：
SELECT name
FROM students
WHERE age IN (21, 22, 23);
2.3 何时使用EXISTS
如需检查另一个表的行存在与否，应使用EXISTS。这在相关子查询中特别有用，因为条件取决于外部查询。它非常适合子查询可能返回多行，但实际只关心任何行是否存在的情况，示例代码如下：
SELECT name
FROM students s
WHERE EXISTS (
SELECT 1
FROM courses c
WHERE c.student_id = s.student_id
);三、结论
IN和EXISTS都是SQL中强大的工具，它们能够根据其他表或子查询中的条件过滤数据。虽然在很多情况下它们可以互换使用，但了解它们在性能、NULL处理和使用场景方面的区别，将帮助大家在特定情况下选择合适的工具。
总体来说，如果有一个特定的值列表或小的子查询结果需要检查时，使用IN；需要验证另一个表中行的存在性时，使用EXISTS，尤其是处理大的或复杂的数据集时。