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Sql 语句中 IN 和 EXISTS 的区别及应用

时间:2019-05-30 15:45:06来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:93次「手机版」
 

exists

演示demo表:

student表

DROP TABLE IF exists `student`;
CREATE TABLE `student` (
  `stuid` varchar(16) NOT NULL comment '学号',
  `stunm` varchar(20) NOT NULL COMMENT '学生姓名',
  PRIMARY KEY (`stuid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

-- ----------------------------
-- Records of student
-- ----------------------------
INSERT INTO `student` VALUES ('1001', '张三');
INSERT INTO `student` VALUES ('1002', '李四');
INSERT INTO `student` VALUES ('1003', '赵二');
INSERT INTO `student` VALUES ('1004', '王五');
INSERT INTO `student` VALUES ('1005', '刘青');
INSERT INTO `student` VALUES ('1006', '周明');
INSERT INTO `student` VALUES ('1007', '吴七');

score表

DROP TABLE IF EXISTS `score`;
CREATE TABLE `score` (
  `stuid` varchar(16) NOT NULL,
  `courseno` varchar(20) NOT NULL,
  `scores` float DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`stuid`,`courseno`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

-- ----------------------------
-- Records of score
-- ----------------------------
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C001', '67');
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C002', '87');
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C003', '83');
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C004', '88');
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C005', '77');
INSERT INTO `score` VALUES ('1001', 'C006', '77');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C001', '68');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C002', '88');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C003', '84');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C004', '89');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C005', '78');
INSERT INTO `score` VALUES ('1002', 'C006', '78');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C001', '69');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C002', '89');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C003', '85');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C004', '90');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C005', '79');
INSERT INTO `score` VALUES ('1003', 'C006', '79');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C001', '70');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C002', '90');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C003', '86');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C004', '91');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C005', '80');
INSERT INTO `score` VALUES ('1004', 'C006', '80');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C001', '71');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C002', '91');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C003', '87');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C004', '92');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C005', '81');
INSERT INTO `score` VALUES ('1005', 'C006', '81');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C001', '72');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C002', '92');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C003', '88');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C004', '93');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C005', '82');
INSERT INTO `score` VALUES ('1006', 'C006', '82');

course表

DROP TABLE IF EXISTS `courses`;
CREATE TABLE `courses` (
  `courseno` varchar(20) NOT NULL,
  `coursenm` varchar(100) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`courseno`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='课程表';

-- ----------------------------
-- Records of courses
-- ----------------------------
INSERT INTO `courses` VALUES ('C001', '大学语文');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C002', '新视野英语');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C003', '离散数学');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C004', '概率论与数理统计');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C005', '线性代数');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C006', '高等数学(一)');
INSERT INTO `courses` VALUES ('C007', '高等数学(二)');

IN 语句:只执行一次

确定给定的值是否与子查询或列表中的值相匹配。in在查询的时候,首先查询子查询的表,然后将内表和外表做一个笛卡尔积,然后按照条件进行筛选。所以相对内表比较小的时候,in的速度较快。

具体sql示例:

SQL语句执行顺序详见:https://blog.csdn.net/wqc19920906/article/details/79411854

1、select * from student s where s.stuid in(select stuid from score ss where ss.stuid = s.stuid)
执行结果:

2、 select * from student s where s.stuid in(select stuid from score ss where ss.stuid <1005)

执行结果:

以上两个语句的执行流程:

首先会执行from语句找出student表,然后执行 in 里面的子查询,再然后将查询到的结果和原有的user表做一个笛卡尔积,再根据我们的student.stuid IN score.stuid的条件,将结果进行筛选(既比较stuid列的值是否相等,将不相等的删除)。最后,得到符合条件的数据

EXISTS语句:执行student.length次

指定一个子查询,检测行的存在。遍历循环外表,然后看外表中的记录有没有和内表的数据一样的。匹配上就将结果放入结果集中。

具体示例:

select * from student s where EXISTS(select stuid from score ss where ss.stuid = s.stuid)

这条sql语句的执行结果和上面的in的第一条执行结果是一样的。

但是,不一样的是它们的执行流程完全不一样:

使用exists关键字进行查询的时候,首先,我们先查询的不是子查询的内容,而是查我们的主查询的表,也就是说,我们先执行的sql语句是:

select * from student s

结果为:

 然后,根据表的每一条记录,执行以下语句,依次去判断where后面的条件是否成立:

EXISTS(select stuid from score ss where ss.stuid = s.stuid)

 如果成立则返回true不成立则返回false。如果返回的是true的话,则该行结果保留,如果返回的是false的话,则删除该行,最后将得到的结果返回。

区别及应用场景

  in 和 exists的区别: 如果子查询得出的结果集记录较少,主查询中的表较大且又有索引时应该用in, 反之如果外层的主查询记录较少,子查询中的表大,又有索引时使用exists。其实我们区分in和exists主要是造成了驱动顺序的改变(这是性能变化的关键),如果是exists,那么以外层表为驱动表,先被访问,如果是IN,那么先执行子查询,所以我们会以驱动表的快速返回为目标,那么就会考虑到索引及结果集的关系了 ,另外IN时不对NULL进行处理。

  in 是把外表和内表作hash 连接,而exists是对外表作loop循环,每次loop循环再对内表进行查询。一直以来认为exists比in效率高的说法是不准确的。

not in 和not exists

  如果查询语句使用了not in 那么内外表都进行全表扫描,没有用到索引;而not extsts 的子查询依然能用到表上的索引。所以无论那个表大,用not exists都比not in要快。

以下为转载内容

原理解析补充:

select * from A

where id in(select id from B)

以上查询使用了in语句,in()只执行一次,它查出B表中的所有id字段并缓存起来.之后,检查A表的id是否与B表中的id相等,如果相等则将A表的记录加入结果集中,直到遍历完A表的所有记录.

它的查询过程类似于以下过程

List resultSet=[];

Array A=(select * from A);

Array B=(select id from B);

for(int i=0;i<A.length;i++) {

  for(int j=0;j<B.length;j++) {

if(A[i].id==B[j].id) {

resultSet.add(A[i]);

    break;

}

  }

}

return resultSet;

可以看出,当B表数据较大时不适合使用in(),因为它会B表数据全部遍历一次.

如:A表有10000条记录,B表有1000000条记录,那么最多有可能遍历10000*1000000次,效率很差.

再如:A表有10000条记录,B表有100条记录,那么最多有可能遍历10000*100次,遍历次数大大减少,效率大大提升.

结论:in()适合B表比A表数据小的情况

select a.* from A a 

where exists(select 1 from B b where a.id=b.id)

以上查询使用了exists语句,exists()会执行A.length次,它并不缓存exists()结果集,因为exists()结果集的内容并不重要,重要的是结果集中是否有记录,如果有则返回true,没有则返回false.

它的查询过程类似于以下过程

List resultSet=[];

Array A=(select * from A)

for(int i=0;i<A.length;i++) {

  if(exists(A[i].id) {    //执行select 1 from B b where b.id=a.id是否有记录返回

  resultSet.add(A[i]);

  }

}

return resultSet;

当B表比A表数据大时适合使用exists(),因为它没有那么遍历操作,只需要再执行一次查询就行.

如:A表有10000条记录,B表有1000000条记录,那么exists()会执行10000次去判断A表中的id是否与B表中的id相等.

如:A表有10000条记录,B表有100000000条记录,那么exists()还是执行10000次,因为它只执行A.length次,可见B表数据越多,越适合exists()发挥效果.

再如:A表有10000条记录,B表有100条记录,那么exists()还是执行10000次,还不如使用in()遍历10000*100次,因为in()是在内存里遍历比较,而exists()需要查询数据库,我们都知道查询数据库所消耗的性能更高,而内存比较很快.

结论:exists()适合B表比A表数据大的情况

当A表数据与B表数据一样大时,in与exists效率差不多,可任选一个使用.

比如在Northwind数据库中有一个查询为

SELECT c.CustomerId,CompanyName FROM Customers c

WHERE EXISTS(

SELECT orderID FROM Orders o WHERE o.CustomerID=c.CustomerID) 

这里面的EXISTS是如何运作呢?子查询返回的是OrderId字段,可是外面的查询要找的是CustomerID和CompanyName字段,这两个字段肯定不在OrderID里面啊,这是如何匹配的呢? 

EXISTS用于检查子查询是否至少会返回一行数据,该子查询实际上并不返回任何数据,而是返回值True或False

EXISTS 指定一个子查询,检测 行 的存在。

语法: EXISTS subquery

参数: subquery 是一个受限的 SELECT 语句 (不允许有 COMPUTE 子句和 INTO 关键字)。

结果类型: Boolean 如果子查询包含行,则返回 TRUE ,否则返回 FLASE 。

例表A:TableIn例表B:TableEx

(一). 在子查询中使用 NULL 仍然返回结果集

select * from TableIn where exists(select null)

等同于: select * from TableIn

 

(二). 比较使用 EXISTS 和 IN 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)

select * from TableIn where ANAME in(select BNAME from TableEx)

(三). 比较使用 EXISTS 和 = ANY 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)

select * from TableIn where ANAME=ANY(select BNAME from TableEx)

NOT EXISTS 的作用与 EXISTS 正好相反。如果子查询没有返回行,则满足了 NOT EXISTS 中的 WHERE 子句。

结论:

EXISTS(包括 NOT EXISTS )子句的返回值是一个BOOL值。 EXISTS内部有一个子查询语句(SELECT ... FROM...), 我将其称为EXIST的内查询语句。其内查询语句返回一个结果集。 EXISTS子句根据其内查询语句的结果集空或者非空,返回一个布尔值。

一种通俗的可以理解为:将外查询表的每一行,代入内查询作为检验,如果内查询返回的结果取非空值,则EXISTS子句返回TRUE,这一行行可作为外查询的结果行,否则不能作为结果。

分析器会先看语句的第一个词,当它发现第一个词是SELECT关键字的时候,它会跳到FROM关键字,然后通过FROM关键字找到表名并把表装入内存。接着是找WHERE关键字,如果找不到则返回到SELECT找字段解析,如果找到WHERE,则分析其中的条件,完成后再回到SELECT分析字段。最后形成一张我们要的虚表。

WHERE关键字后面的是条件表达式。条件表达式计算完成后,会有一个返回值,即非0或0,非0即为真(true),0即为假(false)。同理WHERE后面的条件也有一个返回值,真或假,来确定接下来执不执行SELECT。

分析器先找到关键字SELECT,然后跳到FROM关键字将STUDENT表导入内存,并通过指针找到第一条记录,接着找到WHERE关键字计算它的条件表达式,如果为真那么把这条记录装到一个虚表当中,指针再指向下一条记录。如果为假那么指针直接指向下一条记录,而不进行其它操作。一直检索完整个表,并把检索出来的虚拟表返回给用户。EXISTS是条件表达式的一部分,它也有一个返回值(true或false)。

在插入记录前,需要检查这条记录是否已经存在,只有当记录不存在时才执行插入操作,可以通过使用 EXISTS 条件句防止插入重复记录。

INSERT INTO TableIn (ANAME,ASEX) 

SELECT top 1 '张三', '男' FROM TableIn

WHERE not exists (select * from TableIn where TableIn.AID = 7)

EXISTS与IN的使用效率的问题,通常情况下采用exists要比in效率高,因为IN不走索引,但要看实际情况具体使用:

IN适合于外表大而内表小的情况;EXISTS适合于外表小而内表大的情况。

问题和解决

问题1:

--users表有1000条记录,id自增,id都大于0

select * from users where exists (select * from users limit 0); --输出多少条记录?

select * from users where exists (select * from users where id < 0); --输出多少条记录?

答案(请选中查看):

10000条

0条

原因:

exists查询的本质,只要碰到有记录,则返回true;所以limit根本就不会去管,或者说执行不到。

问题2:

exists可以完全代替in吗?

不能。

例如:

--没有关联字段的情况:枚举常量

select * from areas where id in (4, 5, 6);

--没有关联字段的情况:这样exists对子查询,要么全true,要么全false

select * from areas where id in (select city_id from deals where deals.name = 'xxx'); 

举个相关exists的sql优化例子:

9、用exists替代in(发现好多程序员不知道这个怎么用): 

在许多基于基础表的查询中,为了满足一个条件,往往需要对另一个表进行联接。 

在这种情况下,使用exists(或not exists)通常将提高查询的效率。 

举例: 

(低效) 

select ... from table1 t1 where t1.id > 10 and pno in (select no from table2 where name like 'www%'); 

(高效) 

select ... from table1 t1 where t1.id > 10 and exists (select 1 from table2 t2 where t1.pno = t2.no and name like 'www%'); 

10、用not exists替代not in: 

在子查询中,not in子句将执行一个内部的排序和合并。 

无论在哪种情况下,not in都是最低效的 (因为它对子查询中的表执行了一个全表遍历)。 

为了避免使用not in,我们可以把它改写成外连接(Outer Joins)或not exists。 

11、用exists替换distinct: 

当提交一个包含一对多表信息的查询时,避免在select子句中使用distinct. 一般可以考虑用exists替换 

举例: 

(低效) 

select distinct d.dept_no, d.dept_name from t_dept d, t_emp e where d.dept_no = e.dept_no; 

(高效) 

select d.dept_no, d.dept_name from t_dept d where exists (select 1 from t_emp where d.dept_no = e.dept_no); 

exists使查询更为迅速,因为RDBMS核心模块将在子查询的条件一旦满足后,立刻返回结果. 

12、用表连接替换exists: 

通常来说,采用表连接的方式比exists更有效率。 

举例: 

(低效) 

select ename from emp e where exists (select 1 from dept where dept_no = e.dept_no and dept_cat = 'W'); 

SELECT ENAME 

(高效) 

select ename from dept d, emp e where e.dept_no = d.dept_no and dept_cat = 'W';

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