SQL 复杂查询

复杂查询

一、目的和要求

二、实验内容

（1）查询出所有水果产品的类别及详情。

查询出编号为“00000001”的消费者用户的姓名及其所下订单。（分别采用子查询和连接方式实现）

查询出每个订单的消费者姓名及联系方式。

在（3）的基础上查出每个订单的消费者姓名和助农商户姓名。

查询出所有消费者用户的用户名和订单信息。

查询出所有类别的类别名称，对应的水果产品名称和单价。

查出所有平均库存比“核果类”类别的高的所有类别名称。

统计出“浆果类”类别的总库存。

查询出所有没有订单的消费者用户信息。

3、实验分析讨论

查询 1（使用子查询和连接）：

查询 2（使用旧式连接和 IN 子查询）：

不考虑数据库管理系统的自动优化（没有排序和索引）

假设订单表已经按照消费者编号和水果编号进行排序

结论：

使用 SSMS 查询计划观察

三、实验小结

总体来说，关键步骤包括：

完整代码

复杂查询

一、目的和要求

1、了解笛卡尔积，外连接与内连接，等值连接与自然连接的结果运算方式。

2、熟悉连接运算的sql语句语法。

3、学会使用子查询和连接运算查询出所需来源于多张表的数据。

二、实验内容

1、附加或还原前面实验所建立的助农水果销售系统数据库，数据库名为ZNSGXS。如自己没有备份，可以直接执行所附的实验二.sql。

2、复杂查询练习：查询语句可以直接保存为扩展名为sql的文本文件，可以把本次实验所用的程序放到一个文本文件中， sql语句需写入实验报告。

（1）查询出所有水果产品的类别及详情。

select CategoryName,Remark,FruitName from (select * from FruitCategory) as A

join

(select CategoryID,FruitName from Fruit) as B

on A.CategoryID=B.CategoryID

查询出编号为“00000001”的消费者用户的姓名及其所下订单。（分别采用子查询和连接方式实现）

select A.ConsumerName,C.FruitID,C.OrderDate,C.OrderID,C.Quantity from (select UserID,ConsumerName from Consumer

where UserID='user001' ) as A

join

(select * from Orders

where UserID='user001')as C

on A.UserID=C.UserID

select B.ConsumerName, OrderID, OrderDate, Quantity, FruitID

from Orders as A,Consumer as B

where A.UserID = 'user001'

AND B.UserID IN (select UserID from Consumer where UserID = 'user001');

查询出每个订单的消费者姓名及联系方式。

select A.ConsumerName,A.ContactNumber,B.OrderID from (select UserID,ConsumerName,ContactNumber from Consumer)as A

join

(select UserID,OrderID from Orders) as B

on A.UserID=B.UserID

在（3）的基础上查出每个订单的消费者姓名和助农商户姓名。

select A.ConsumerName,B.OrderID,D.MerchantName from ((select UserID,ConsumerName,ContactNumber from Consumer)as A

join

(select UserID,OrderID,FruitID from Orders) as B

on A.UserID=B.UserID)

join

(select FruitID,MerchantID from Fruit) as C

on B.FruitID=c.FruitID

join

(select MerchantID,MerchantName from Merchant) as D

on D.MerchantID=C.MerchantID

查询出所有消费者用户的用户名和订单信息。

select A.UserName,OrderID,OrderDate,FruitID,Quantity from (select UserID,UserName from Consumer) as A

join

(select * from Orders) as B

on A.UserID=B.UserID

查询出所有类别的类别名称，对应的水果产品名称和单价。

select A.FruitName,A.UnitPrice,B.CategoryName from (select FruitName,CategoryID,UnitPrice from Fruit) as A

join

(select CategoryID,CategoryName from FruitCategory) as B

on A.CategoryID=B.CategoryID

查出所有平均库存比“核果类”类别的高的所有类别名称。

select A.CategoryName, A.CategoryID from (select CategoryID, CategoryName from FruitCategory) as A

join

(select categoryid, stock from fruit) as B

on A.CategoryID= B.CategoryID

group by A.CategoryName, A.CategoryID

having avg(b.stock) > (

select avg(stock) from fruit

join

fruitcategory

on fruit.CategoryID = fruitcategory.CategoryID

where fruitcategory.CategoryName = '核果类'

);

统计出“浆果类”类别的总库存。

select sum(stock)as'浆果类总库存' from fruit

join

fruitcategory

on fruit.CategoryID = fruitcategory.CategoryID

where fruitcategory.CategoryName = '浆果类'

查询出所有没有订单的消费者用户信息。

select C.* from Consumer as C

left join

Orders as O

on C.UserID = O.UserID

where O.OrderID is null;

查询出所有有订单的消费者用户信息。

select distinct C.* from Consumer as C

inner join

Orders as O

on C.UserID = O.UserID;

3、实验分析讨论

对复杂查询练习的第2小题进行分析，如果不考虑数据库管理系统的自动优化（即假设数据没有采用任何方式排序），仅考虑运算方式，哪种查询的效率更高，为什么？再假设实际数据库订单表中已经按照消费者编号，水果编号进行排序，但仍不考虑数据库管理系统的自动优化，哪种查询的效率更高，为什么？再使用SSMS的查询计划观察两个语句的查询计划是否一致，验证自动优化后的结果。

查询分析

查询 1（使用子查询和连接）：

select A.ConsumerName,C.FruitID,C.OrderDate,C.OrderID,C.Quantity from (select UserID,ConsumerName from Consumer

where UserID='user001' ) as A

join

(select * from Orders

where UserID='user001')as C

on A.UserID=C.UserID

内层的第一个子查询 (SELECT UserID, ConsumerName FROM Consumer WHERE UserID = 'user001') 执行时，从 Consumer 表中筛选出 UserID = 'user001' 的消费者信息。此操作可能会扫描整个 Consumer 表。

第二个内层子查询 (SELECT * FROM Orders WHERE UserID = 'user001') 从 Orders 表中筛选出 UserID = 'user001' 的所有订单信息，通常会对整个 Orders 表进行扫描。

外层查询执行内连接 (JOIN)，将两个子查询的结果通过 UserID 字段进行连接。

如果没有索引，查询需要对 Consumer 和 Orders 表进行全表扫描。

由于查询中使用了子查询，数据库需要首先完成子查询操作，再进行连接。

子查询的执行可能会重复计算，如果数据量很大，性能会受到影响，尤其是每个子查询都可能执行一次全表扫描。

查询 2（使用旧式连接和 IN 子查询）：

select B.ConsumerName, OrderID, OrderDate, Quantity, FruitID

from Orders as A,Consumer as B

where A.UserID = 'user001'

AND B.UserID IN (select UserID from Consumer where UserID = 'user001');

IN 子查询 (SELECT UserID FROM Consumer WHERE UserID = 'user001') 从 Consumer 表中筛选出特定的 UserID，类似于查询 1 中的第一个子查询，但此时子查询会在整个查询执行之前执行一次，确定用户 user001 的 UserID。

外层查询 Orders AS A, Consumer AS B 使用笛卡尔积（Cross Join）来连接 Orders 和 Consumer 表，查询条件限定了 A.UserID = 'user001' 和 B.UserID = 'user001'，使得笛卡尔积结果通过 WHERE 条件被过滤。

IN 子查询的执行通常需要对 Consumer 表进行扫描。假设 Consumer 表比较大，可能需要执行全表扫描。

由于 IN 子查询可能会执行多次，且笛卡尔积可能产生大量的中间结果，查询的效率较低，尤其在数据量大的情况下。

不考虑数据库管理系统的自动优化（没有排序和索引）

从执行顺序来看，查询 1（子查询和连接）需要对 Consumer 和 Orders 表分别执行子查询，连接时再进行一次匹配，导致重复计算。

查询 2（IN 子查询）也会执行全表扫描，但它的结构相对简单一些。IN 子查询会首先执行一次，结果然后传递给主查询。

在没有排序和索引的情况下，查询 2 会稍微高效一些，因为它没有重复的子查询执行，且连接操作相对简单一些。虽然 IN 子查询存在一定的性能问题，但它不会导致每个外层查询都进行子查询的重复执行。

假设订单表已经按照消费者编号和水果编号进行排序

假设 Orders 表已经按照 UserID 和 FruitID 排序，查询 1（子查询和连接）

排序优化：

如果 Orders 表已经按照 UserID 排序，连接操作可以利用排序来提高效率，减少数据扫描的成本。数据库系统可以使用合并连接（Merge Join）来连接已排序的表。

由于数据已经排序，合并连接可能会比哈希连接等算法更高效，减少了排序的开销。

查询 2（旧式连接和 IN 子查询）

排序优化：

如果 Orders 表已经排序，IN 子查询的优化效果较小。IN 子查询依然需要对 Consumer 表进行扫描，而且连接仍然是通过 WHERE 子句过滤的，排序不会对 IN 子查询的效率产生显著的优化效果。

结论：

在 Orders 表已排序的情况下，查询 1（子查询）的效率会大大提高，特别是如果数据库能够利用合并连接（Merge Join）来利用排序。

使用 SSMS 查询计划观察

三、实验小结

查询所有水果产品的类别及详情

使用 JOIN 语句将 FruitCategory 和 Fruit 表连接，通过 CategoryID 提取水果类别及其详细信息。这样可以查询每个水果所属的类别和水果名称。

查询编号为“user001”的消费者用户的姓名及其所下订单

通过多表联接查询，获取特定消费者的姓名以及该消费者所下的所有订单信息，包括水果编号、订单日期和数量。

查询每个订单的消费者姓名及联系方式

使用 INNER JOIN 将 Consumer 表和 Orders 表连接，查询每个订单对应的消费者姓名和联系方式。

查询每个订单的消费者姓名和助农商户姓名

通过多次表连接，获取每个订单的消费者信息以及与其相关联的商户姓名，形成完整的订单信息链。

查询所有消费者用户的用户名和订单信息

将 Consumer 和 Orders 表进行连接，查询所有消费者的用户名和他们所下的所有订单信息。

查询所有类别的类别名称，对应的水果产品名称和单价

通过连接 Fruit 和 FruitCategory 表，获取每种水果的名称、类别和单价。

查出所有平均库存比“核果类”类别的高的所有类别名称

通过子查询计算“核果类”的平均库存，再筛选出库存高于该值的其他类别，确保数据准确并满足条件。

统计“浆果类”类别的总库存

使用 SUM() 聚合函数计算“浆果类”水果的总库存，确保查询的是该类别下所有水果的库存总和。

查询所有没有订单的消费者用户信息

通过 LEFT JOIN 查询所有没有下订单的消费者信息，确保未下订单的消费者也能被正确提取。

查询所有有订单的消费者用户信息

使用 INNER JOIN 查找所有下过订单的消费者信息，确保返回的仅为那些有订单记录的消费者。

总体来说，关键步骤包括：

连接表：通过 JOIN 连接不同的表来获取更丰富的数据。

筛选数据：使用 WHERE 或子查询来筛选满足特定条件的数据。

聚合函数：例如使用 SUM() 来计算库存的总和。

完整代码

sql">
--查询出所有水果产品的类别及详情。
select CategoryName,Remark,FruitName from (select * from FruitCategory) as Ajoin(select CategoryID,FruitName from Fruit) as Bon A.CategoryID=B.CategoryID--查询出编号为“00000001”的消费者用户的姓名及其所下订单。
select A.ConsumerName,C.FruitID,C.OrderDate,C.OrderID,C.Quantity from (select  UserID,ConsumerName from Consumerwhere UserID='user001' ) as Ajoin(select * from Orders where UserID='user001')as Con A.UserID=C.UserID select B.ConsumerName, OrderID, OrderDate, Quantity, FruitID
from Orders as A,Consumer as B
where A.UserID = 'user001'AND B.UserID IN (select UserID from Consumer where UserID = 'user001');--查询出每个订单的消费者姓名及联系方式。
select A.ConsumerName,A.ContactNumber,B.OrderID from (select UserID,ConsumerName,ContactNumber from Consumer)as Ajoin (select UserID,OrderID from Orders) as Bon A.UserID=B.UserID--在（3）的基础上查出每个订单的消费者姓名和助农商户姓名。
select A.ConsumerName,B.OrderID,D.MerchantName from ((select UserID,ConsumerName,ContactNumber from Consumer)as Ajoin (select UserID,OrderID,FruitID from Orders) as Bon A.UserID=B.UserID)join (select FruitID,MerchantID from Fruit) as Con B.FruitID=c.FruitIDjoin(select MerchantID,MerchantName from Merchant) as Don D.MerchantID=C.MerchantID--查询出所有消费者用户的用户名和订单信息。
select A.UserName,OrderID,OrderDate,FruitID,Quantity from (select UserID,UserName from Consumer) as Ajoin(select * from Orders) as Bon A.UserID=B.UserID--查询出所有类别的类别名称，对应的水果产品名称和单价。
select A.FruitName,A.UnitPrice,B.CategoryName from (select FruitName,CategoryID,UnitPrice from Fruit) as Ajoin(select CategoryID,CategoryName from FruitCategory) as Bon A.CategoryID=B.CategoryID--查出所有平均库存比“核果类”类别的高的所有类别名称。select A.CategoryName, A.CategoryID from (select CategoryID, CategoryName from FruitCategory) as Ajoin (select categoryid, stock from fruit) as Bon A.CategoryID= B.CategoryIDgroup by A.CategoryName, A.CategoryIDhaving avg(b.stock) > (select avg(stock) from fruit join fruitcategory on fruit.CategoryID = fruitcategory.CategoryIDwhere fruitcategory.CategoryName = '核果类');--统计出“浆果类”类别的总库存。select sum(stock)as'浆果类总库存' from fruit join fruitcategory on fruit.CategoryID = fruitcategory.CategoryIDwhere fruitcategory.CategoryName = '浆果类'--查询出所有没有订单的消费者用户信息。
select C.* from Consumer as Cleft join Orders as O on C.UserID = O.UserIDwhere O.OrderID is null;--查询出所有有订单的消费者用户信息。
select distinct C.* from Consumer as Cinner join Orders as O on C.UserID = O.UserID;