Podobnie jak wywołania funkcji w innych funkcjach, zapytania możemy zagnieżdżać w innych zapytaniach. Podzapytanie musi zostać zapisane w nawiasie.

Transkrypt

1 W tym odcinku poznasz odpowiednik zmiennych i funkcji znanych z proceduralnych języków programowania podzapytania. Dowiesz się, w jaki sposób MySQL wykonuje podzapytania niepowiązane i powiązane, oraz nauczysz się korzystać z podzapytań przy wybieraniu danych. Wprowadzenie Podzapytania lub zapytania zagnieżdżone to instrukcje SELECT umieszczone wewnątrz innych instrukcji SELECT. Podzapytanie może być użyte w dowolnej klauzuli w klauzuli FROM będziemy je wykorzystywać jako źródła danych, w klauzuli SELECT jako odpowiedniki zmiennych lub funkcji, w klauzuli WHERE do wybierania danych itd. Stosując podzapytania, możemy osiągnąć efekt podobny do tego, jaki osiągamy przez wprowadzenie zmiennych w proceduralnych językach programowania. Zamiast wykonania instrukcji i przechowania jej w zmiennej, wykonywane jest drugie wyrażenie wykorzystujące poprzedni wynik, co daje efekt zagnieżdżania pierwszej instrukcji w drugiej. Podobnie jak wywołania funkcji w innych funkcjach, zapytania możemy zagnieżdżać w innych zapytaniach. Podzapytanie musi zostać zapisane w nawiasie. Serwer baz danych wykonuje podzapytania, zaczynając od najbardziej wewnętrznej instrukcji SELECT, po to aby wynik tej instrukcji wykorzystać do wykonania zapytań zewnętrznych. W zależności od typu zwracanych przez wewnętrzne zapytania wartości, podzapytania dzieli się na: 1. podzapytania zwracające pojedynczą wartość skalarną, np. nazwisko sprzedawcy, który sprzedał najwięcej towarów; 2. podzapytania zwracające listę wartości, np. identyfikatory sprzedanych w danym miesiącu towarów; 3. podzapytania zwracające dane tabelaryczne, np. dane sprzedawców uzupełnione o liczbę i wartość zrealizowanych przez nich zamówień. Niezależnie od typu zwracanych wartości, podzapytania mogą być powiązane lub niepowiązane: 1. W podzapytaniach niepowiązanych wewnętrzne zapytanie jest wykonywane tylko raz, a więc zwraca jeden wynik. 2. W podzapytaniach powiązanych wewnętrzne zapytanie jest wykonywane dla każdego wiersza zwróconego przez zewnętrzne zapytanie, a więc zwraca tyle wyników, ile wierszy liczy wynik zewnętrznego zapytania. Podzapytania niepowiązane Podzapytania niepowiązane wykonywane są następująco: 1. Wykonana zostaje wewnętrzna instrukcja SELECT. 2. Jej wyniki są przekazywane do zapytania zewnętrznego. 3. Otrzymane dane pozwalają wykonać zapytanie zewnętrzne. Podzapytania jako źródła danych 1 / 17

2 Wynik podzapytania może być zbiorem danych źródłowych dla innego zapytania. W takim przypadku podzapytanie znajduje się w klauzuli FROM zapytania nadrzędnego. Pozwala to: 1. uprościć zapytanie i poprawić jego czytelność ponieważ zapytanie wewnętrzne wykonywane jest jako pierwsze, zdefiniowane w nim aliasy kolumn mogą być używane w każdej klauzuli zapytania zewnętrznego; 2. dynamicznie filtrować wiersze i wyliczać dane bazowe dla zapytań zewnętrznych (listing 7.1). Listing 7.1. Podzapytanie jako źródło danych, czyli w roli dynamicznego widoku SELECT * FROM ( SELECT title, fname, lname FROM customer) AS t WHERE title ='Mr'; title fname lname Mr Andrew Stones Mr Adrian Matthew Mr Simon Cozens Mr Neil Matthew Mr Richard Stones Mr Mike Howard Mr Dave Jones Mr Richard Neill Mr Bill Neill Mr David Hudson MySQL, wykonując tę instrukcję, najpierw wykonał wewnętrzne zapytanie (listing 7.2) i nazwał wynik >t, a następnie odczytał z tymczasowej tabeli >t te wiersze, dla których spełniony był warunek title ='Mr'. 2 / 17

3 Tabela pochodna to nic innego jak wynik zapytania wewnętrznego zdefiniowanego w klauzuli FROM zewnętrznego zapytania. Tabele pochodne są dostępne tylko w ramach tych podzapytań, w których były zdefiniowane, i po zakończeniu ich wykonywania są automatycznie usuwane. Listing 7.2. Charakterystyczne dla zapytań niepowiązanych jest to, że zapytanie wewnętrzne można wykonać jako osobną instrukcję SELECT title, fname, lname FROM customer; title fname lname Miss Jenny Stones Mr Andrew Stones Miss Alex Matthew Mr Adrian Matthew Mr Simon Cozens Mr Neil Matthew Mr Richard Stones Mrs Anna Stones Mrs Christine Hickman Mr Mike Howard Mr Dave Jones Mr Richard Neill Mrs Laura Hendy Mr Bill Neill Mr David Hudson Wolski Podzapytania jako zmienne W proceduralnych i obiektowych językach programowania zmienne są pojemnikami o określonych nazwach, w których można przechowywać wartości pewnych typów. Nazwę i typ zmiennej najczęściej określa się podczas jej deklarowania, a wartość początkowa nadawana jest zmiennej podczas jej inicjowania. 3 / 17

4 Dwie najważniejsze wykonywane na zmiennych operacje to: 1. przypisanie wartości, pozwalające zmieniać wartość zmiennej w trakcie działania programu; 2. odczytanie wartości, czyli posłużenie się nazwą zmiennej w celu pobrania jej aktualnej wartości. Podzapytania zwracające pojedynczą wartość są odpowiednikami zmiennych typów prostych, a podzapytania zwracające listę wartości zmiennych tabelarycznych. Najwyraźniej widać to podobieństwo na przykładzie podzapytań niepowiązanych. Wynik podzapytania może zostać potraktowany jak zmienna z ustawioną w wyniku wykonania podzapytania wartością. Również w tym przypadku wewnętrzne zapytanie-wyrażenie jest wykonywane tylko raz podczas wykonywania całej instrukcji SELECT (listing 7.3). Listing 7.3. Podzapytanie jako wyrażenie. W tym przypadku podzapytanie posłużyło nam do wyliczenia średniej ceny towarów SELECT description, sell_price, (SELECT AVG(sell_price) ) ; description sell_price (SELECT AVG(sell_price) ) Wood Puzzle Rubik Cube Linux CD Tissues Picture Frame Fan Small Fan Large Toothbrush Roman Coin Carrier Bag Speakers SQL Server 2005 NULL / 17

5 Skoro wartością wyrażenia (SELECT AVG(sell_price) ) jest po prostu średnia cena produktów, nic nie stoi na przeszkodzie, żeby użyć tego wyrażenia w operacjach matematycznych (listing 7.4). Listing 7.4. Zapytanie zwracające różnice pomiędzy ceną danego produktu a średnią ceną wszystkich towarów SELECT description, sell_price, sell_price (SELECT AVG(sell_price) ) ; description sell_price sell_price - (SELECT AVG(sell_price) ) Wood Puzzle Rubik Cube Linux CD Tissues Picture Frame Fan Small Fan Large Toothbrush Roman Coin Carrier Bag Speakers SQL Server 2005 NULL NULL Kolejny przykład pokazuje sposób użycia podzapytania niepowiązanego w klauzuli WHERE (listing 7.5). Listing 7.5. Zapytanie zwracające nazwę najdroższego towaru. Ten sam wynik można uzyskać za pomocą klauzuli HAVING SELECT description, sell_price 5 / 17

6 WHERE sell_price = (SELECT MAX(sell_price) ); description sell_price Speakers Raz jeszcze przeanalizujmy wykonanie instrukcji przez MySQL: 1. Najpierw zostaje wykonana wewnętrzna instrukcja SELECT max(sell_price). 2. W jej wyniku otrzymujemy najwyższą cenę sprzedaży (25,32). Następnie wykonywana jest instrukcja SELECT description, sell_price nazwę najdroższego towaru. Podzapytania powiązane WHERE sell_price=25,32;, po której zrealizowaniu otrzymamy Wykonanie poprzednio opisanych podzapytań sprowadza się do wykonania wewnętrznej instrukcji SELECT i zwrócenia obliczonego wyniku do zapytania zewnętrznego. Podzapytania drugiego typu, podzapytania powiązane, wykonywane są według innego schematu. W tym wypadku podzapytanie wykonywane jest dla każdego wiersza wyniku zapytania zewnętrznego i może być z nim porównywane. Podzapytanie powiązane jest przykładem dynamicznego złączenia wyniku zapytania z każdym kolejnym wierszem wyniku zapytania zewnętrznego. Podzapytanie powiązane jako przykład dynamicznego złączenia można łatwo rozpoznać po tym, że kolumna (kolumny) wyniku podzapytania jest porównywana z kolumną (kolumnami) wyniku zapytania zewnętrznego. Niezależne wykonanie wewnętrznego zapytania jest w tym przypadku niemożliwe. Podzapytania jako złączenia Z opisu wykonywania przez serwer baz danych podzapytań powiązanych wynika, że mogą być one używane jako funkcjonalne odpowiedniki złączenia tabel. Takie zastosowanie podzapytania pokazuje przykład z listingu 7.6. Listing 7.6. Zapytanie zwracające dane o towarach, których mamy mało w magazynie. Warunek sprawdzany jest przez podzapytanie SELECT * WHERE item_id IN (SELECT item_id FROM stock WHERE quantity <3); item_id description cost_price sell_price / 17

7 2 Rubik Cube Carrier Bag W tym przypadku podzapytanie zostało użyte do wybrania identyfikatorów tych produktów, których w magazynie jest mniej niż trzy, a zapytanie zewnętrzne odczytało dane o produktach o znalezionych identyfikatorach. Równoważne zapytanie wykorzystujące złączenie pokazuje listing 7.7. Listing 7.7. Złączenie zwracające te same wyniki SELECT * JOIN stock USING (item_id) WHERE quantity <3; item_id description cost_price sell_price quantity Rubik Cube Carrier Bag Podsumujmy: podzapytania powiązane wykonywane są podobnie jak złączenia w obu przypadkach serwer bazodanowy porównuje każdy wiersz jednej tabeli z każdym wierszem drugiej tabeli. Jednak do porównania używane są inne operatory, przede wszystkim w podzapytaniach można zastosować operator IN. Obie techniki mają też unikatowe zalety: 1. W podzapytaniach można używać funkcji grupujących i porównywać ich wyniki z wartościami pojedynczych wierszy. 2. Wyniki złączeń mogą zawierać dane ze wszystkich połączonych tabel. Podzapytania z operatorem EXISTS Za pomocą operatorów EXISTS i NOT EXISTS możemy ograniczyć wynik zapytania zewnętrznego do wierszy odpowiednio zwróconych (lub nie) przez podzapytanie powiązane. Operator EXIST zwraca wartość logiczną 1 (prawda), jeżeli określony wiersz istnieje w wyniku podzapytania; operator NOT EXISTS jeżeli wynik podzapytania nie zawiera określonego wiersza. Podzapytania z operatorem EXISTS lub NOT EXISTS nie zwracają żadnych danych, a jedynie wartości 1 lub 0. Operator EXISTS jest jednym z dwóch używanych w języku SQL operatorów, które zwracają prawdę lub fałsz, nigdy wartość nieznaną (drugim jest IS NULL, służący do sprawdzania, czy dana wartość jest nieznana; jeżeli tak, zwraca prawdę, w przeciwnym razie zwraca fałsz). Wynika to ze sposobu jego działania wewnętrzne zapytanie może albo zwrócić przynajmniej jedną wartość (wtedy EXIST będzie prawdziwy), albo nie zwrócić 7 / 17

8 żadnych danych (wtedy EXISTS będzie fałszywy). Pokazane na listingu 7.8 podzapytanie powiązane wyświetla wszystkie informacje o klientach mających to samo imię i nazwisko, ale różne ID, a więc dane, które pomyłkowo mogły zostać kilkakrotnie wprowadzone do bazy. Listing 7.8. Przykład zastosowania podzapytań do wyszukiwania duplikatów danych SELECT customer_id, fname, lname FROM customer AS T1 WHERE EXISTS (SELECT customer_id FROM customer AS T2 WHERE T1.fname=T2.fname AND T1.customer_id<>T2.customer_id); customer_id fname lname Richard Stones 12 Richard Neill Wykonując tę instrukcję, MySQL odczytuje jeden wiersz z tabeli customer i sprawdza, czy w całej tabeli nie ma zapisanych danych o kliencie, który miałby to samo imię, ale inny identyfikator. Jeżeli osoba o tym samym imieniu, ale różnym identyfikatorze zostanie znaleziona, operator EXISTS zwraca prawdę i dane klienta dołączane są do wyniku. Następnie odczytywany jest drugi wiersz z tabeli >customer i cały proces powtarza się aż do sprawdzenia wszystkich wierszy. W tym przypadku nie wystarczyło pogrupować dane według nazwisk i wyeliminować z wyniku grupy liczące dokładnie jeden wiersz (a więc te, w których nazwisko było unikatowe) w ten sposób nie jesteśmy w stanie sprawdzić, czy osoby o tym samym nazwisku mają różne identyfikatory (listing 7.9). Listing 7.9. Proste wyszukanie powtórzonych wartości we wskazanej kolumnie SELECT COUNT(customer_id), lname FROM customer GROUP BY lname HAVING COUNT(customer_id)>1; COUNT(customer_id) lname Matthew 8 / 17

9 2 Neill 4 Stones Podzapytania zwracające jeden wiersz Podzapytania tego typu można traktować jak zwykłe wyrażenia. W szczególności podzapytania tego typu mogą być używane ze standardowymi operatorami porównań. Dlatego, jeśli chcemy znaleźć, powiedzmy, te towary, które zostały kupione za cenę niższą od średniej ceny zakupu towarów, należy wykonać polecenie (listing 7.10): Listing Kolejny przykład zastosowania podzapytania jako wyrażenia. MySQL najpierw obliczy średnią cenę zakupu towarów, a potem wykorzysta ją do sprawdzenia warunku zewnętrznego zapytania SELECT description WHERE cost_price < (SELECT AVG(cost_price) ); description Linux CD Tissues Toothbrush Roman Coin Carrier Bag Podzapytania zwracające wiele wierszy Przyjrzyjmy się poniższemu podzapytaniu (listing 7.11). Listing Podzapytanie zwracające dane o zamówieniach złożonych przez klienta o podanym nazwisku SELECT * FROM orderinfo WHERE customer_id = (SELECT customer_id FROM customer 9 / 17

10 WHERE lname = 'Hudson'); orderinfo_id customer_id date_placed date_shipped shipping Co by było, gdyby zostało ono użyte do odczytania zamówień złożonych przez klienta o nazwisku Stones? Ponieważ wewnętrzne zapytanie zwróciłoby listę wartości (mamy kilku klientów o takim nazwisku), a nie pojedynczy wiersz, MySQL nie mógłby poprawnie obliczyć wyniku zapytania zewnętrznego (niemożliwe jest sprawdzenie, czy identyfikator klienta jest równy zbiorowi wartości) i zamiast listy zamówień otrzymalibyśmy komunikat o błędzie. Przekształceniem tej instrukcji tak, aby podzapytanie mogło zwrócić dowolną liczbę wartości (włączając w to 0), a przy tym działało zgodnie z naszymi oczekiwaniami, zajmiemy się w kolejnym punkcie. Podzapytania zwracające listę wartości mogą być wykorzystane w wyrażeniach typu IN, NOT IN, EXISTS oraz łącznie ze słowami kluczowymi ANY lub ALL. Podzapytania z wyrażeniem IN Wyrażenie IN jest wykorzystywane do sprawdzenia, czy wartość należy do pewnego zbioru. Podzapytanie może być zastosowane do wybrania tego zbioru wartości. Przekształćmy naszą instrukcję tak, aby w podzapytaniu użyć operatora IN (listing 7.12). Listing Lepszy, bo bardziej uniwersalny sposób sformułowania podzapytania SELECT * FROM orderinfo WHERE customer_id IN (SELECT customer_id FROM customer WHERE lname = 'Stones'); orderinfo_id customer_id date_placed date_shipped shipping Podzapytania z wyrażeniem NOT IN Wyniki podzapytań mogą być również porównywane za pomocą operatora NOT IN. Wartość logiczna takiego wyrażenia jest prawdziwa, gdy wartość testowana nie należy do listy wartości zwróconych przez podzapytanie 10 / 17

11 (listing 7.13). Nie zaleca się stosować wyrażeń NOT IN w podzapytaniach z powodu ich niskiej wydajności. W większości wypadków można zamiast tego użyć zapytania wykorzystującego złączenie zewnętrzne. Listing Podzapytanie zwracające dane klientów, którzy nie złożyli żadnego zamówienia SELECT fname, lname FROM customer WHERE customer_id NOT IN (SELECT customer_id FROM orderinfo); fname lname Jenny Stones Andrew Stones Adrian Matthew Simon Cozens Neil Matthew Richard Stones Christine Hickman Mike Howard Dave Jones Richard Neill Bill Neill Wolski Podzapytania z wyrażeniem EXIST W przypadku podzapytań czasami chcemy jedynie sprawdzić, czy wiersz spełniający podane warunki istnieje w bazie danych. Prostą metodą sprawdzenia, czy dany wiersz występuje w podanej tabeli, jest użycie znanego nam już wyrażenia EXIST (listing 7.14). Ponieważ operator EXIST zwraca wartość logiczną True, gdy wewnętrzne podzapytanie zwróci jakikolwiek wynik, a False, gdy zwróci pusty zbiór, nie ma znaczenia, co znajdzie się w klauzuli SELECT wewnętrznego podzapytania. Listing Zapytania zwracają informacje o towarach, które mają przypisane kody 11 / 17

12 SELECT * WHERE EXISTS (SELECT * FROM barcode WHERE item.item_id = barcode.item_id); item_id description cost_price sell_price Wood Puzzle Rubik Cube Linux CD Tissues Picture Frame Fan Small Fan Large Toothbrush Roman Coin Speakers Podzapytania z wyrażeniem NOT EXIST Jeżeli interesuje nas brak jakichś danych, a nie ich istnienie, możemy sprawdzić to za pomocą wyrażenia NOT EXIST. Aby za pomocą tego operatora znaleźć towary, które nie mają przypisanego kodu, napiszemy (listing 7.15): Listing Lista towarów bez kodów SELECT * WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM barcode WHERE item.item_id = barcode.item_id); 12 / 17

13 item_id description cost_price sell_price Carrier Bag SQL Server 2005 NULL NULL Podzapytania z wyrażeniem ANY W przypadku użycia operatora ANY wartość bieżącego wiersza zwróconego przez zapytanie zewnętrzne jest porównywana z każdą wartością zwróconą przez zapytanie wewnętrzne. Wystarczy, że jedno z tych porównań będzie prawdziwe (czyli wiersz z wyniku zapytania zewnętrznego przynajmniej raz spełni warunek logiczny), i całe porównanie będzie traktowane jako spełnione. Innymi słowy, wiersz zostanie wybrany, jeżeli wyrażenie jest zgodne z co najmniej jedną wartością zwróconą przez zapytanie wewnętrzne. Jeżeli jest to warunek równościowy, operator ANY z reguły jest zastępowany operatorem (listing 7.16). Listing Podzapytanie zwracające identyfikatory towarów, które zostały zamówione w ilości równej zapasowi tego towaru w magazynie SELECT item_id FROM stock WHERE quantity IN (SELECT quantity FROM orderline); item_id Ten sam wynik możemy uzyskać, sprawdzając, czy zapas któregoś towaru jest równy ilości sprzedanego towaru w ramach dowolnego zamówienia (listing 7.17). Listing Gdybyśmy skasowali operator ANY, to próba wykonania podzapytania skończyłaby się błędem spowodowanym tym, że wewnętrzne zapytanie zwraca więcej niż jeden wiersz, a my próbujemy porównać jego wynik za pomocą operatora = SELECT item_id FROM stock 13 / 17

14 WHERE quantity = ANY (SELECT quantity FROM orderline); item_id Aby z pomocą operatora ANY wybrać towary, których cena zakupu jest większa niż cena zakupu jakiegokolwiek towaru, należy wykonać instrukcję z listingu Listing Lista wszystkich towarów z wyjątkiem najtaniej kupionego. Należy zwrócić uwagę, że na liście nie znalazł się również towar o nieznanej cienie zakupu SELECT * WHERE cost_price > ANY (SELECT cost_price ); item_id description cost_price sell_price Wood Puzzle Rubik Cube Linux CD Tissues Picture Frame Fan Small Fan Large Toothbrush / 17

15 9 Roman Coin Speakers Podzapytania z wyrażeniem ALL Operator ALL jest prawdziwy, jeżeli wszystkie dane zwrócone przez wewnętrzne zapytanie spełniają poprzedzający go warunek logiczny. Pozwala on np. odczytać nazwy towarów droższych niż jakikolwiek towar, którego mamy w magazynie więcej niż 5 sztuk (listing 7.19). Listing Wewnętrzne zapytanie zwróciło ceny wszystkich towarów, których w magazynie jest więcej niż 5 sztuk; najdroższy z takich towarów kosztował 21,95, a więc operator ALL zwrócił dane tylko tych towarów, których cena przekracza 21,95 SELECT description, sell_price WHERE sell_price > ALL (SELECT sell_price JOIN stock USING (item_id) WHERE quantity >5 ) ORDER BY sell_price; description sell_price Speakers SQL. Praktyczny kurs Operator ALL nie jest w praktyce używany do porównań równościowych. Warunek = ALL oznacza równy ze wszystkimi danymi zwróconymi przez wewnętrzne zapytanie, czyli w rzeczywistości identyczny z jego wynikiem. Wykorzystuje się go natomiast do wyszukiwania danych różnych od wszystkich danych zwróconych przez wewnętrzne zapytanie. W przypadku użycia operatora ALL warunek musi być spełniony przez wszystkie wartości wybrane w podzapytaniu. Innymi słowy, jeśli wykonujemy porównanie oparte na równości, to wartość z lewej strony równania musi być równa każdej wartości wyniku podzapytania, żeby wynik całego porównania też był prawdziwy (listing 7.20). Listing Dane najdrożej kupionego towaru 15 / 17

16 SELECT * WHERE cost_price >= ALL (SELECT cost_price ); item_id description cost_price sell_price Speakers Zagnieżdżanie podzapytań Możliwe jest wielokrotne zagnieżdżanie podzapytań podzapytanie może być zagnieżdżone zarówno w standardowym zapytaniu, jak i w innym podzapytaniu. Jedyne ograniczenie liczby poziomów zagnieżdżeń wynika z wydajności zapytania. W praktyce zamiast zagnieżdżać podzapytania, znacznie lepiej jest rozbić je na osobne instrukcje czas ich wykonania przez MySQL będzie wielokrotnie krótszy. Przypuśćmy, że chcemy za pomocą podzapytania odczytać nazwiska i imiona osób, które kiedykolwiek kupiły dany produkt. 1. Najpierw musimy odczytać identyfikator produktu o podanej nazwie. 2. Następnie numery zamówień, w ramach których produkt o tym identyfikatorze został sprzedany. 3. Na podstawie identyfikatorów zamówień odczytamy, łącząc odpowiednie tabele, imiona i nazwiska osób, które je złożyły (listing 7.21). Listing Zagnieżdżone zapytanie zwracające dane osób, które kiedykolwiek kupiły wybrany produkt SELECT fname, lname FROM customer JOIN orderinfo USING (customer_id) WHERE orderinfo_id IN (SELECT orderinfo_id FROM orderline WHERE item_id IN (SELECT item_id WHERE description = 'Tissues')); 16 / 17

17 fname lname Alex Matthew Anna Stones / 17