单行子查询 vs 多行子查询：SQL 查询的强大工具

在数据库查询中，子查询（Subquery）是指嵌套在其他查询语句中的查询。子查询可以用来获取在主查询中需要使用的临时数据结果。根据返回结果的数量，子查询可以分为单行子查询和多行子查询。

单行子查询

单行子查询是指返回结果集中只有一行数据的子查询。这类子查询通常用于需要一个具体值的地方，如比较条件或赋值。

特点

返回单个值（单行单列）。
常用于 =、<、>、<=、>=、<> 等单值比较运算符。

示例

有以下两个表：

表1：departments

department_id	department_name
1	IT
2	HR
3	Sales

表2：employees

employee_id	name	department_id	salary
1	张三	1	5000
2	李四	2	6000
3	王五	3	7000
4	赵六	1	5500

现在，想要查询工资最高的员工的姓名：

SELECT name FROM employees
WHERE salary = (
    SELECT MAX(salary) FROM employees
);

查询结果：

name
王五

在这个例子中，子查询 SELECT MAX(salary) FROM employees 返回了一个单一的最大工资值，主查询使用这个值来查找对应的员工姓名。

多行子查询

多行子查询是指返回结果集中可能包含多行数据的子查询。这类子查询常用于需要比较多个值的上下文中。

特点

返回多行数据（通常是一列多行）。
常与 IN、ANY、ALL、EXISTS 等运算符结合使用。

示例

仍然使用上面的 departments 和 employees 表，假设想要查找 IT 部门的所有员工姓名。

多行子查询示例1：使用 IN

SELECT name FROM employees
WHERE department_id IN (
    SELECT department_id FROM departments
    WHERE department_name = 'IT'
);

查询结果：

name
张三
赵六

在这个例子中，子查询 SELECT department_id FROM departments WHERE department_name = 'IT' 返回了多个可能符合条件的 department_id 值（这里返回的是单个值 1，但逻辑支持返回多行），主查询再通过 IN 运算符查找符合条件的员工。

多行子查询示例2：使用 EXISTS

假设要查找至少有一个员工的所有部门名称：

SELECT department_name FROM departments d
WHERE EXISTS (
    SELECT 1 FROM employees e
    WHERE e.department_id = d.department_id
);

查询结果：

department_name
IT
HR
Sales

在这个例子中，EXISTS 子查询会检查 employees 表中是否存在与 departments 表中某部门 department_id 相匹配的记录。

子查询使用技巧

子查询位置：子查询可以出现在 SELECT、FROM、WHERE、HAVING 等不同的 SQL 语句中。例如：
- 在 SELECT 中使用子查询：
```
SELECT name,
       (SELECT department_name FROM departments WHERE department_id = e.department_id) AS department_name
FROM employees e;
```
  这个查询返回每个员工及其所属部门的名称。
- 在 FROM 中使用子查询：
```
SELECT e.name, d.department_name
FROM (SELECT * FROM employees WHERE salary > 5000) e
JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id;
```
  这个查询通过子查询先筛选出工资大于 5000 的员工，然后再与 departments 表进行连接。
子查询的性能：当数据量较大时，子查询可能会导致性能问题。尽量避免在可替代为 JOIN 的场合中使用子查询，除非逻辑上必须要用子查询。
相关子查询：有些子查询会引用外部查询中的列。这种子查询称为相关子查询（Correlated Subquery）。相关子查询通常性能较低，因为子查询在外部查询的每一行都要执行一次。
```
SELECT name FROM employees e1
WHERE salary > (
    SELECT AVG(salary) FROM employees e2
    WHERE e1.department_id = e2.department_id
);
```
上述查询中，子查询计算每个部门的平均工资，然后在主查询中选出工资高于该平均工资的员工。

子查询在 SQL 中非常强大，能够帮助解决各种复杂的数据问题。理解单行子查询和多行子查询的区别及其适用场景，对于编写高效的 SQL 查询至关重要。

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