PostgreSQL面试题及详细答案120道（21-40）

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前后端面试题-专栏总目录

文章目录

一、本文面试题目录
- - [21. 写出查询表中重复数据并删除的SQL语句。](#21. 写出查询表中重复数据并删除的SQL语句。)
  - [22. 如何实现批量插入数据？COPY命令与INSERT相比有什么优势？](#22. 如何实现批量插入数据？COPY命令与INSERT相比有什么优势？)
  - [23. 解释窗口函数（Window Function）的作用，举例说明ROW_NUMBER()、RANK()的用法。](#23. 解释窗口函数（Window Function）的作用，举例说明ROW_NUMBER()、RANK()的用法。)
  - [24. 如何使用JOIN（内连接、左连接、全连接）实现多表关联查询？](#24. 如何使用JOIN（内连接、左连接、全连接）实现多表关联查询？)
  - [25. 写出按条件更新数据的SQL，如何避免更新时的锁冲突？](#25. 写出按条件更新数据的SQL，如何避免更新时的锁冲突？)
  - [26. 如何查询表的大小、索引大小？使用哪些系统函数？](#26. 如何查询表的大小、索引大小？使用哪些系统函数？)
  - [27. 什么是临时表？临时表的生命周期如何管理？](#27. 什么是临时表？临时表的生命周期如何管理？)
  - [28. 如何实现数据的导入导出（如导出为CSV、导入外部数据）？](#28. 如何实现数据的导入导出（如导出为CSV、导入外部数据）？)
  - [29. 解释聚合函数（如SUM、COUNT）与GROUP BY的使用场景，如何处理NULL值？](#29. 解释聚合函数（如SUM、COUNT）与GROUP BY的使用场景，如何处理NULL值？)
  - [30. 如何使用正则表达式进行模糊查询？举例说明~、~*操作符的区别。](#30. 如何使用正则表达式进行模糊查询？举例说明_、*操作符的区别。)
  - [31. 写出查询某列非空且满足特定条件的SQL，如何优化这类查询的性能？](#31. 写出查询某列非空且满足特定条件的SQL，如何优化这类查询的性能？)
  - [32. 如何创建和使用函数（Function）？函数与存储过程（Procedure）的区别是什么？](#32. 如何创建和使用函数（Function）？函数与存储过程（Procedure）的区别是什么？)
  - [33. 如何使用触发器（Trigger）实现数据的自动校验或日志记录？](#33. 如何使用触发器（Trigger）实现数据的自动校验或日志记录？)
  - [34. 如何查询慢查询日志？如何分析慢查询的瓶颈？](#34. 如何查询慢查询日志？如何分析慢查询的瓶颈？)
  - [35. 解释DISTINCT与DISTINCT ON的区别，举例说明DISTINCT ON的用法。](#35. 解释DISTINCT与DISTINCT ON的区别，举例说明DISTINCT ON的用法。)
  - [36. PostgreSQL有哪些索引类型？GiST、GIN索引的适用场景是什么？](#36. PostgreSQL有哪些索引类型？GiST、GIN索引的适用场景是什么？)
  - [37. 什么是部分索引（Partial Index）？如何通过部分索引优化查询性能？](#37. 什么是部分索引（Partial Index）？如何通过部分索引优化查询性能？)
  - [38. 解释索引选择性（Selectivity）的概念，如何判断索引是否有效？](#38. 解释索引选择性（Selectivity）的概念，如何判断索引是否有效？)
  - [39. 为什么有时索引会失效？列举导致索引失效的常见情况。](#39. 为什么有时索引会失效？列举导致索引失效的常见情况。)
  - [40. 如何查看查询的执行计划？如何通过执行计划判断是否使用了索引？](#40. 如何查看查询的执行计划？如何通过执行计划判断是否使用了索引？)

一、本文面试题目录

21. 写出查询表中重复数据并删除的SQL语句。

查询重复数据 （以users表的email列为例）：

sql 复制代码

SELECT email, COUNT(*) 
FROM users 
GROUP BY email 
HAVING COUNT(*) > 1;

删除重复数据（保留最小id的记录）：

sql 复制代码

DELETE FROM users 
WHERE id NOT IN (
    SELECT MIN(id) 
    FROM users 
    GROUP BY email
);

22. 如何实现批量插入数据？COPY命令与INSERT相比有什么优势？

批量插入方法：

多值INSERT ：

sql 复制代码

INSERT INTO users (name, age) 
VALUES ('Alice', 25), ('Bob', 30), ('Charlie', 35);

COPY命令 （从文件导入）：

bash 复制代码

psql -c "\COPY users (name, age) FROM '/path/to/data.csv' WITH CSV HEADER"

COPY优势：

性能：比INSERT快10-100倍，直接写入数据文件，跳过SQL解析。
事务安全：支持在事务中执行，失败时自动回滚。
处理大文件：适合导入GB级数据，内存占用低。

23. 解释窗口函数（Window Function）的作用，举例说明ROW_NUMBER()、RANK()的用法。

窗口函数作用 ：

在分组数据上执行计算，不合并结果行，保留原始记录。语法：

sql 复制代码

FUNCTION() OVER (PARTITION BY col ORDER BY col)

示例（按部门排序员工）：

sql 复制代码

SELECT 
    name, 
    dept_id, 
    salary,
    ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY dept_id ORDER BY salary DESC) AS rank,
    RANK() OVER (PARTITION BY dept_id ORDER BY salary DESC) AS dense_rank
FROM employees;

ROW_NUMBER()：连续排名（1,2,3），即使值相同。
RANK()：跳跃排名（1,1,3），相同值排名相同，后续排名跳过。

24. 如何使用JOIN（内连接、左连接、全连接）实现多表关联查询？

示例表结构：

sql 复制代码

CREATE TABLE departments (id INT PRIMARY KEY, name TEXT);
CREATE TABLE employees (id INT PRIMARY KEY, name TEXT, dept_id INT REFERENCES departments(id));

JOIN类型：

内连接（INNER JOIN） ：只返回匹配的记录。

sql 复制代码

SELECT e.name, d.name 
FROM employees e 
INNER JOIN departments d ON e.dept_id = d.id;

左连接（LEFT JOIN） ：返回左表所有记录，右表无匹配时补NULL。
sql 复制代码
```
SELECT e.name, d.name 
FROM employees e 
LEFT JOIN departments d ON e.dept_id = d.id;
```
全连接（FULL OUTER JOIN） ：返回左右表所有记录，无匹配时补NULL。
sql 复制代码
```
SELECT e.name, d.name 
FROM employees e 
FULL OUTER JOIN departments d ON e.dept_id = d.id;
```

25. 写出按条件更新数据的SQL，如何避免更新时的锁冲突？

更新示例（将部门ID为1的员工工资提高10%）：

sql 复制代码

UPDATE employees 
SET salary = salary * 1.1 
WHERE dept_id = 1;

避免锁冲突的方法：

分批更新 ：

sql 复制代码

UPDATE employees 
SET salary = salary * 1.1 
WHERE dept_id = 1 
LIMIT 1000;  -- 每次更新1000条，循环执行

降低隔离级别 ：使用READ COMMITTED（默认）而非REPEATABLE READ。
减少锁持有时间：避免在事务中执行耗时操作。
使用HOT UPDATE：确保更新时不改变索引列，减少索引锁。

26. 如何查询表的大小、索引大小？使用哪些系统函数？

查询表和索引大小：

sql 复制代码

-- 表大小（包含TOAST和空闲空间）
SELECT pg_size_pretty(pg_total_relation_size('table_name'));

-- 索引大小总和
SELECT pg_size_pretty(
    pg_indexes_size('table_name')
);

-- 每个索引的大小
SELECT indexrelname, pg_size_pretty(pg_relation_size(indexrelid))
FROM pg_stat_user_indexes 
WHERE relname = 'table_name';

关键函数：

pg_total_relation_size()：表总大小（含索引、TOAST）。
pg_relation_size()：表或索引的原始大小。
pg_size_pretty()：将字节转换为易读单位（如MB、GB）。

27. 什么是临时表？临时表的生命周期如何管理？

临时表 ：

临时表是会话级或事务级的表，数据仅对当前会话/事务可见。

创建与生命周期：

sql 复制代码

-- 会话级临时表（会话结束时自动删除）
CREATE TEMP TABLE temp_users (id INT, name TEXT);

-- 事务级临时表（事务结束时自动删除）
CREATE TEMP TABLE temp_logs (msg TEXT) ON COMMIT DROP;

特点：

数据存储在pg_temp_*模式中，与主表隔离。
可提高复杂查询性能（如缓存中间结果）。

28. 如何实现数据的导入导出（如导出为CSV、导入外部数据）？

导出为CSV：

bash 复制代码

# 方法1：使用psql \copy命令（客户端执行）
psql -c "\COPY users TO '/path/to/export.csv' WITH CSV HEADER"

# 方法2：使用SQL（服务端执行，需文件权限）
COPY users TO '/var/lib/postgresql/export.csv' WITH CSV HEADER;

导入CSV：

bash 复制代码

psql -c "\COPY users FROM '/path/to/import.csv' WITH CSV HEADER"

注意事项：

\copy由客户端处理，COPY由服务端处理。
服务端路径需为PostgreSQL用户可访问的位置。

29. 解释聚合函数（如SUM、COUNT）与GROUP BY的使用场景，如何处理NULL值？

聚合函数与GROUP BY：

聚合函数 ：对一组值执行计算（如SUM()、COUNT()、AVG()）。
GROUP BY：将结果按指定列分组，每组应用聚合函数。

示例：

sql 复制代码

-- 计算各部门的总工资（排除NULL值）
SELECT dept_id, SUM(salary) 
FROM employees 
GROUP BY dept_id;

-- 计算员工总数（包含NULL值的行）
SELECT COUNT(*) FROM employees;

-- 计算非NULL值的数量
SELECT COUNT(salary) FROM employees;

处理NULL值：

使用COALESCE(salary, 0)将NULL替换为0。
COUNT(*)统计所有行，COUNT(col)忽略NULL值。

30. 如何使用正则表达式进行模糊查询？举例说明_、*操作符的区别。

正则表达式查询：

~：大小写敏感匹配。
~*：大小写不敏感匹配。

示例：

sql 复制代码

-- 查询以"Mr."开头的名字（大小写敏感）
SELECT * FROM users WHERE name ~ '^Mr\.';

-- 查询包含数字的邮箱（大小写不敏感）
SELECT * FROM users WHERE email ~* '[0-9]+';

常用元字符：

^：行首匹配。
$：行尾匹配。
.：任意单个字符。
*：零次或多次重复。
+：一次或多次重复。

31. 写出查询某列非空且满足特定条件的SQL，如何优化这类查询的性能？

查询示例（查找年龄非空且大于30的员工）：

sql 复制代码

SELECT * FROM employees 
WHERE age IS NOT NULL AND age > 30;

优化方法：

创建索引 ：

sql 复制代码

CREATE INDEX idx_age ON employees (age) WHERE age IS NOT NULL;  -- 部分索引

避免函数操作 ：

sql 复制代码

-- 低效：函数导致索引失效
WHERE UPPER(name) = 'JOHN';

-- 高效：使用表达式索引
CREATE INDEX idx_name_upper ON employees (UPPER(name));

统计信息更新 ：

sql 复制代码

ANALYZE employees;  -- 更新统计信息，帮助优化器选择索引

32. 如何创建和使用函数（Function）？函数与存储过程（Procedure）的区别是什么？

创建函数（计算部门平均工资）：

sql 复制代码

CREATE FUNCTION get_dept_avg(dept_id INT) 
RETURNS NUMERIC AS $$
BEGIN
    RETURN (
        SELECT AVG(salary) 
        FROM employees 
        WHERE employees.dept_id = get_dept_avg.dept_id
    );
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

调用函数：

sql 复制代码

SELECT get_dept_avg(1);

函数 vs 存储过程：

特性	函数（Function）	存储过程（Procedure）
返回值	必须返回值（`RETURNS`）	无返回值（`VOID`）
事务控制	不可使用`COMMIT`/`ROLLBACK`	可控制事务
调用方式	在SQL表达式中调用	使用`CALL`语句调用
副作用	应无副作用（幂等）	可执行修改操作

33. 如何使用触发器（Trigger）实现数据的自动校验或日志记录？

示例1：自动校验（禁止删除活跃用户）

sql 复制代码

CREATE FUNCTION prevent_active_user_deletion() 
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
    IF OLD.status = 'active' THEN
        RAISE EXCEPTION 'Cannot delete active user';
    END IF;
    RETURN OLD;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

CREATE TRIGGER check_active_user
BEFORE DELETE ON users
FOR EACH ROW EXECUTE FUNCTION prevent_active_user_deletion();

示例2：日志记录（记录员工工资变更）

sql 复制代码

CREATE TABLE salary_log (
    emp_id INT,
    old_salary NUMERIC,
    new_salary NUMERIC,
    changed_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

CREATE FUNCTION log_salary_change() 
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
    INSERT INTO salary_log (emp_id, old_salary, new_salary)
    VALUES (OLD.id, OLD.salary, NEW.salary);
    RETURN NEW;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

CREATE TRIGGER salary_change_log
AFTER UPDATE OF salary ON employees
FOR EACH ROW EXECUTE FUNCTION log_salary_change();

34. 如何查询慢查询日志？如何分析慢查询的瓶颈？

启用慢查询日志 （修改postgresql.conf）：

conf 复制代码

log_statement = 'all'          # 记录所有SQL
log_min_duration_statement = 1000  # 记录执行时间超过1秒的查询

分析方法：

查看日志文件 （通常位于pg_log/目录）：
bash 复制代码
```
grep 'duration' /var/lib/postgresql/data/pg_log/postgresql-*.log
```

使用EXPLAIN ANALYZE ：

sql 复制代码

EXPLAIN ANALYZE 
SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123;

关注指标 ：
- cost：优化器估算的执行成本。
- actual time：实际执行时间。
- rows：处理的行数。

35. 解释DISTINCT与DISTINCT ON的区别，举例说明DISTINCT ON的用法。

区别：

DISTINCT：对结果集的所有列去重。
DISTINCT ON：对指定列去重，保留每行的首条记录。

示例（保留每个部门工资最高的员工）：

sql 复制代码

SELECT DISTINCT ON (dept_id) 
    dept_id, name, salary
FROM employees
ORDER BY dept_id, salary DESC;  -- 按工资降序，确保最高工资优先

结果：

dept_id	name	salary
1	Alice	8000
2	Bob	7500

36. PostgreSQL有哪些索引类型？GiST、GIN索引的适用场景是什么？

索引类型：

B-Tree（默认，支持=、<、>等）
Hash（仅支持=）
GiST（通用搜索树）
GIN（倒排索引）
BRIN（块范围索引）
SP-GiST（空间分区GiST）

GiST适用场景：

空间数据（如PostGIS的几何类型）。
全文搜索（如tsvector类型）。
范围查询（如int4range）。

GIN适用场景：

多值类型（如数组、JSONB）。
全文搜索（支持多个关键词查询）。

示例：

sql 复制代码

-- GiST索引（用于几何类型）
CREATE INDEX idx_geom ON places USING GIST (location);

-- GIN索引（用于JSONB）
CREATE INDEX idx_data ON events USING GIN (data jsonb_path_ops);

37. 什么是部分索引（Partial Index）？如何通过部分索引优化查询性能？

部分索引 ：

仅对表中符合条件的行创建索引，减少索引大小，提高查询效率。

示例（仅索引活跃用户）：

sql 复制代码

CREATE INDEX idx_active_users ON users (email) 
WHERE status = 'active';

优化场景：

过滤频繁的数据 ：如WHERE deleted = false（软删除场景）。
覆盖索引：包含查询所需的所有列，避免回表。

sql 复制代码

CREATE INDEX idx_cover ON orders (customer_id) 
INCLUDE (order_date, total)  -- PostgreSQL 11+支持INCLUDE
WHERE status = 'paid';

38. 解释索引选择性（Selectivity）的概念，如何判断索引是否有效？

索引选择性 ：

索引列中不同值的比例，计算公式：

复制代码

选择性 = 唯一值数量 / 总行数

选择性越高（接近1），索引效率越好。

判断索引有效性：

查询执行计划：
sql 复制代码
```
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE email = 'test@example.com';
```
- 若显示Index Scan或Bitmap Index Scan，索引有效。
- 若显示Seq Scan，可能索引未生效。
统计信息：
sql 复制代码
```
SELECT relname, reltuples, relpages 
FROM pg_class 
WHERE relname = 'users';
```
- 行数（reltuples）与页数量（relpages）比值低时，顺序扫描可能更快。

39. 为什么有时索引会失效？列举导致索引失效的常见情况。

索引失效原因：

表达式或函数操作 ：

sql 复制代码

WHERE UPPER(name) = 'JOHN';  -- 函数导致索引失效

隐式类型转换 ：

sql 复制代码

WHERE id = '123';  -- 若id为INT，字符串比较会触发全表扫描

低选择性数据 ：

sql 复制代码

WHERE is_active = true;  -- 若90%的行都是true，索引可能不被使用

统计信息过时 ：
sql 复制代码
```
ANALYZE users;  -- 更新统计信息
```

错误的查询条件 ：

sql 复制代码

WHERE name LIKE '%john';  -- 以通配符开头的LIKE无法使用索引

40. 如何查看查询的执行计划？如何通过执行计划判断是否使用了索引？

查看执行计划：

sql 复制代码

EXPLAIN ANALYZE 
SELECT * FROM orders 
WHERE customer_id = 123 AND order_date > '2023-01-01';

关键判断指标：

操作类型：
- Index Scan：使用索引扫描。
- Bitmap Index Scan：使用位图索引。
- Seq Scan：全表扫描（未使用索引）。

索引名称：

复制代码

->  Index Scan using idx_customer_id on orders  -- 明确使用了idx_customer_id索引

成本与行数：
- cost=0.42..8.44：估算成本。
- rows=1：估算返回行数，与实际行数（actual rows）对比。

优化建议：

若高选择性查询仍使用全表扫描，检查统计信息（ANALYZE）。
若索引扫描行数过多，考虑调整查询条件或创建覆盖索引。

PostgreSQL面试题及详细答案120道（21-40）

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21. 写出查询表中重复数据并删除的SQL语句。

22. 如何实现批量插入数据？COPY命令与INSERT相比有什么优势？

23. 解释窗口函数（Window Function）的作用，举例说明ROW_NUMBER()、RANK()的用法。

24. 如何使用JOIN（内连接、左连接、全连接）实现多表关联查询？

25. 写出按条件更新数据的SQL，如何避免更新时的锁冲突？

26. 如何查询表的大小、索引大小？使用哪些系统函数？

27. 什么是临时表？临时表的生命周期如何管理？

28. 如何实现数据的导入导出（如导出为CSV、导入外部数据）？

29. 解释聚合函数（如SUM、COUNT）与GROUP BY的使用场景，如何处理NULL值？

30. 如何使用正则表达式进行模糊查询？举例说明、*操作符的区别。

31. 写出查询某列非空且满足特定条件的SQL，如何优化这类查询的性能？

32. 如何创建和使用函数（Function）？函数与存储过程（Procedure）的区别是什么？

33. 如何使用触发器（Trigger）实现数据的自动校验或日志记录？

34. 如何查询慢查询日志？如何分析慢查询的瓶颈？

35. 解释DISTINCT与DISTINCT ON的区别，举例说明DISTINCT ON的用法。

36. PostgreSQL有哪些索引类型？GiST、GIN索引的适用场景是什么？

37. 什么是部分索引（Partial Index）？如何通过部分索引优化查询性能？

38. 解释索引选择性（Selectivity）的概念，如何判断索引是否有效？

39. 为什么有时索引会失效？列举导致索引失效的常见情况。

40. 如何查看查询的执行计划？如何通过执行计划判断是否使用了索引？

30. 如何使用正则表达式进行模糊查询？举例说明_、*操作符的区别。