MySQL进阶-SQL高级语法全解析

一、复杂查询语法：搞定多表与子查询的核心技巧

实际开发中，我们很少只查询单张表，多表关联、子查询是高频需求，这部分也是SQL进阶的基础，掌握这些，能解决80%的业务查询场景。

1.1 多表连接：不同场景选对连接方式，效率翻倍

多表连接的核心是"通过关联字段，将多张表的数据整合为一张虚拟表"，常用的连接方式有4种：INNER JOIN、LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOIN，很多人容易混淆它们的区别，这里用"学生表+成绩表"的示例，一次性讲清楚。

先准备测试表和测试数据（后续所有示例均基于这两张表）：

sql 复制代码

-- 学生表（student）
CREATE TABLE student (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    student_no VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学号',
    name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '姓名',
    grade VARCHAR(10) NOT NULL COMMENT '年级',
    class VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '班级'
);

-- 成绩表（score）
CREATE TABLE score (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    student_no VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学号（关联student表）',
    subject VARCHAR(30) NOT NULL COMMENT '科目',
    score INT NOT NULL COMMENT '分数',
    exam_date DATE NOT NULL COMMENT '考试日期'
);

-- 插入测试数据
INSERT INTO student (student_no, name, grade, class) 
VALUES 
('2024001', '张三', '高一', '1班'),
('2024002', '李四', '高一', '1班'),
('2024003', '王五', '高一', '2班'),
('2024004', '赵六', '高二', '3班');

INSERT INTO score (student_no, subject, score, exam_date) 
VALUES 
('2024001', '数学', 92, '2024-06-10'),
('2024001', '语文', 88, '2024-06-10'),
('2024002', '数学', 75, '2024-06-10'),
('2024003', '语文', 90, '2024-06-10'),
('2024005', '数学', 80, '2024-06-10'); -- 该学号无对应学生信息

1.1.1 INNER JOIN（内连接）：只取两张表的交集

核心逻辑：只返回"两张表中关联字段匹配成功"的数据，不匹配的会被过滤掉。

示例：查询有成绩记录的学生姓名、班级及对应科目和分数（只显示既有学生信息、又有成绩的记录）：

sql 复制代码

SELECT s.name, s.class, sc.subject, sc.score
FROM student s
INNER JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no;

-- 执行结果：不会出现赵六（无成绩）和学号2024005（无学生信息）的记录
-- 姓名  班级  科目  分数
-- 张三  1班  数学  92
-- 张三  1班  语文  88
-- 李四  1班  数学  75
-- 王五  2班  语文  90

1.1.2 LEFT JOIN（左连接）：左表全保留，右表匹配补充

核心逻辑：保留"左表（LEFT JOIN左边的表）"的所有数据，右表中匹配成功的显示对应数据，匹配失败的显示NULL。

示例：查询所有学生的姓名、班级，以及他们的成绩（无成绩的学生也显示，成绩字段为NULL）：

sql 复制代码

SELECT s.name, s.class, sc.subject, sc.score
FROM student s
LEFT JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no;

-- 执行结果：赵六（2024004）无成绩，subject和score显示NULL
-- 姓名  班级  科目    分数
-- 张三  1班  数学    92
-- 张三  1班  语文    88
-- 李四  1班  数学    75
-- 王五  2班  语文    90
-- 赵六  3班  NULL   NULL

1.1.3 RIGHT JOIN（右连接）：右表全保留，左表匹配补充

核心逻辑：和LEFT JOIN相反，保留"右表（RIGHT JOIN右边的表）"的所有数据，左表匹配成功显示对应数据，匹配失败显示NULL。

示例：查询所有成绩记录，以及对应学生的姓名、班级（无对应学生的成绩也显示）：

sql 复制代码

SELECT s.name, s.class, sc.subject, sc.score
FROM student s
RIGHT JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no;

-- 执行结果：学号2024005无学生信息，name和class显示NULL
-- 姓名  班级  科目  分数
-- 张三  1班  数学  92
-- 张三  1班  语文  88
-- 李四  1班  数学  75
-- 王五  2班  语文  90
-- NULL  NULL 数学  80

1.1.4 FULL JOIN（全连接）：保留两张表的所有数据

核心逻辑：保留左表和右表的所有数据，匹配成功的显示对应数据，匹配失败的一侧显示NULL。注意：MySQL本身不直接支持FULL JOIN，但可以通过"LEFT JOIN + UNION ALL + RIGHT JOIN"模拟实现。

示例：查询所有学生和所有成绩记录，无论是否匹配：

sql 复制代码

-- 模拟FULL JOIN
SELECT s.name, s.class, sc.subject, sc.score
FROM student s
LEFT JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
UNION ALL
SELECT s.name, s.class, sc.subject, sc.score
FROM student s
RIGHT JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
WHERE s.id IS NULL; -- 过滤掉重复的匹配数据

-- 执行结果：包含所有学生和所有成绩，无匹配的字段显示NULL
-- 姓名  班级  科目    分数
-- 张三  1班  数学    92
-- 张三  1班  语文    88
-- 李四  1班  数学    75
-- 王五  2班  语文    90
-- 赵六  3班  NULL   NULL
-- NULL  NULL 数学    80

1.1.5 自连接与不等值连接

除了上述4种常规连接，还有两种特殊连接场景，在复杂业务中会用到：

自连接：一张表自己和自己连接，本质是"将一张表当作两张表使用"，常用于查询"同一表中具有关联关系的数据"（如员工表中查询员工及其上级）。

示例（新增员工表测试数据）：

sql 复制代码

-- 员工表（含上级ID）
CREATE TABLE emp (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    emp_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    dept VARCHAR(30) NOT NULL,
    manager_id INT COMMENT '上级ID（关联自身id）'
);

INSERT INTO emp (emp_name, dept, manager_id)
VALUES 
('张三', '研发部', NULL), -- 无上级（部门经理）
('李四', '研发部', 1),    -- 上级是张三
('王五', '研发部', 1),    -- 上级是张三
('赵六', '测试部', NULL); -- 无上级（部门经理）

-- 自连接查询：查询每个员工的姓名及其上级姓名
SELECT e.emp_name AS 员工姓名, m.emp_name AS 上级姓名
FROM emp e
LEFT JOIN emp m ON e.manager_id = m.id;

-- 执行结果
-- 员工姓名  上级姓名
-- 张三      NULL
-- 李四      张三
-- 王五      张三
-- 赵六      NULL

不等值连接：连接条件不是"="，而是">、<、>=、<=、BETWEEN AND"等不等值条件，常用于"范围匹配"场景。

示例（新增分数等级表）：

sql 复制代码

-- 分数等级表
CREATE TABLE score_level (
    level VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    min_score INT NOT NULL,
    max_score INT NOT NULL
);

INSERT INTO score_level (level, min_score, max_score)
VALUES ('优秀', 90, 100), ('良好', 80, 89), ('及格', 60, 79), ('不及格', 0, 59);

-- 不等值连接：查询每个学生的成绩及对应等级
SELECT sc.student_no, sc.subject, sc.score, sl.level
FROM score sc
LEFT JOIN score_level sl 
ON sc.score BETWEEN sl.min_score AND sl.max_score;

-- 执行结果
-- student_no  subject  score  level
-- 2024001     数学     92     优秀
-- 2024001     语文     88     良好
-- 2024002     数学     75     及格
-- 2024003     语文     90     优秀
-- 2024005     数学     80     良好

1.2 子查询：嵌套查询的正确用法与避坑技巧

子查询（又称嵌套查询）：将一个查询语句的结果，作为另一个查询语句的条件或数据源，分为"标量子查询、列子查询、行子查询、表子查询、关联子查询"5种，核心是"先执行内层查询，再执行外层查询"。

重点：子查询虽然灵活，但嵌套过深会影响性能，实际开发中需合理使用，优先考虑用JOIN替代复杂子查询。

1.2.1 标量子查询：返回单个值（一行一列）

核心特点：内层查询结果只有"一个值"，常用于WHERE条件中，搭配=、>、<等比较运算符。

示例1：查询数学成绩大于平均分的学生学号、科目、分数：

sql 复制代码

-- 先查询数学平均分（内层子查询，返回单个值），再查询大于该平均分的记录
SELECT student_no, subject, score
FROM score
WHERE subject = '数学' 
  AND score > (SELECT AVG(score) FROM score WHERE subject = '数学');

-- 执行逻辑：先执行内层查询，得到数学平均分（(92+75+80)/3 ≈ 82.33），再筛选出分数>82.33的记录
-- 执行结果
-- student_no  subject  score
-- 2024001     数学     92

示例2：查询成绩最高的学生姓名、科目、分数（假设最高成绩唯一）：

sql 复制代码

SELECT s.name, sc.subject, sc.score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
WHERE sc.score = (SELECT MAX(score) FROM score);

-- 执行结果：成绩最高为92（张三，数学）
-- name  subject  score
-- 张三  数学     92

1.2.2 列子查询：返回一列多行

核心特点：内层查询结果是"一列多个值"，常用于WHERE条件中，搭配IN、NOT IN、ANY、ALL等运算符。

示例1：查询高一学生的所有成绩记录（先查高一学生的学号，再查对应成绩）：

sql 复制代码

SELECT * FROM score
WHERE student_no IN (SELECT student_no FROM student WHERE grade = '高一');

-- 内层查询返回高一学生的学号（2024001、2024002、2024003），外层查询筛选出这些学号的成绩
-- 执行结果：包含张三、李四、王五的成绩，不包含赵六（高二）和2024005（无年级信息）
-- id  student_no  subject  score  exam_date
-- 1   2024001     数学     92     2024-06-10
-- 2   2024001     语文     88     2024-06-10
-- 3   2024002     数学     75     2024-06-10
-- 4   2024003     语文     90     2024-06-10

示例2：查询分数大于"高一所有学生数学成绩"的记录（用ALL）：

sql 复制代码

SELECT * FROM score
WHERE score > ALL (SELECT score FROM score WHERE student_no IN (SELECT student_no FROM student WHERE grade = '高一') AND subject = '数学');

-- 内层查询返回高一学生的数学成绩（92、75），ALL表示"大于所有值"，即>92
-- 执行结果：无符合条件的记录（最高分为92）

1.2.3 行子查询：返回一行多列

核心特点：内层查询结果是"一行多个值"，常用于WHERE条件中，搭配=、IN等运算符，需保证内层和外层的列数、数据类型一致。

示例：查询和"张三（2024001）数学成绩"相同的所有记录（学号、科目、分数都匹配）：

sql 复制代码

SELECT * FROM score
WHERE (student_no, subject, score) = (SELECT student_no, subject, score FROM score WHERE student_no = '2024001' AND subject = '数学');

-- 内层查询返回一行三列（2024001、数学、92），外层查询匹配相同的记录
-- 执行结果
-- id  student_no  subject  score  exam_date
-- 1   2024001     数学     92     2024-06-10

1.2.4 表子查询：返回多行多列（当作临时表）

核心特点：内层查询结果是"多行多列"，相当于一张临时表，常用于FROM子句中，给临时表起别名后使用。

示例：查询每个学生的平均成绩，筛选出平均成绩大于85分的学生（先查每个学生的平均成绩，再筛选）：

sql 复制代码

-- 表子查询：将每个学生的平均成绩作为临时表
SELECT t.student_no, s.name, t.avg_score
FROM (SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score FROM score GROUP BY student_no) t
JOIN student s ON t.student_no = s.student_no
WHERE t.avg_score > 85;

-- 执行逻辑：内层子查询生成临时表t（包含student_no和avg_score），再和student表连接，筛选平均成绩>85的记录
-- 执行结果
-- student_no  name  avg_score
-- 2024001     张三  90.0000
-- 2024003     王五  90.0000

1.2.5 关联子查询：内层查询依赖外层查询（核心难点）

核心特点：和普通子查询不同，关联子查询的内层查询会用到外层查询的字段，执行顺序是"外层查询每执行一行，内层查询就执行一次"，灵活性高，但性能相对较差（避免大量数据场景使用）。

示例1：查询每个学生的最高成绩及对应科目（按学生分组，每个学生取最高成绩的记录）：

sql 复制代码

SELECT s.name, sc.subject, sc.score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
WHERE sc.score = (SELECT MAX(score) FROM score WHERE student_no = sc.student_no);

-- 执行逻辑：外层查询每取一条score记录，内层查询就根据该记录的student_no，查询该学生的最高成绩，判断当前score是否等于最高成绩
-- 执行结果
-- name  subject  score
-- 张三  数学     92
-- 李四  数学     75
-- 王五  语文     90
-- （2024005无学生信息，不显示）

示例2：查询每个科目中，分数大于该科目平均分的记录：

sql 复制代码

SELECT subject, student_no, score
FROM score sc1
WHERE score > (SELECT AVG(score) FROM score sc2 WHERE sc2.subject = sc1.subject);

-- 执行逻辑：外层查询每取一条sc1记录，内层查询就根据该记录的subject，查询该科目的平均分，判断当前score是否大于平均分
-- 执行结果（数学平均分≈82.33，语文平均分≈89）
-- subject  student_no  score
-- 数学     2024001     92
-- 语文     2024003     90

1.3 EXISTS / IN 优化与选择

EXISTS和IN都是用于"判断是否存在满足条件的记录"，但用法和性能有差异，很多人不知道该选哪个，这里结合场景给出明确结论。

1.3.1 语法区别

sql 复制代码

-- IN：判断字段是否在子查询返回的列表中
SELECT * FROM 表名 WHERE 字段 IN (子查询);

-- EXISTS：判断子查询是否返回数据（只要有一条，就返回true）
SELECT * FROM 表名 WHERE EXISTS (子查询);

1.3.2 性能差异与选择原则

核心结论：外层表小，用IN；内层表小，用EXISTS（原因：IN是先执行内层子查询，将结果存入临时表，再和外层表匹配；EXISTS是先执行外层表，再执行内层子查询，匹配到就终止，无需全部执行）。

示例1：查询有成绩记录的学生（外层表student小，用IN）：

sql 复制代码

SELECT * FROM student WHERE student_no IN (SELECT DISTINCT student_no FROM score);

-- 等价于用EXISTS：
SELECT * FROM student s WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM score sc WHERE sc.student_no = s.student_no);

-- 两种方式结果一致，但student表数据量小时，IN效率更高

示例2：查询有学生信息的成绩记录（内层表student小，用EXISTS）：

sql 复制代码

SELECT * FROM score sc WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM student s WHERE s.student_no = sc.student_no);

-- 等价于用IN：
SELECT * FROM score WHERE student_no IN (SELECT student_no FROM student);

-- 两种方式结果一致，但student表数据量小时，EXISTS效率更高

注意：NOT IN 和 NOT EXISTS 差异更大------NOT IN 会受到NULL值影响（如果子查询返回的结果包含NULL，NOT IN会返回空集），而NOT EXISTS 不受NULL值影响，优先用NOT EXISTS替代NOT IN。

反例（NOT IN 踩坑）：

sql 复制代码

-- 子查询返回的student_no包含NULL（假设新增一条student_no为NULL的成绩）
INSERT INTO score (student_no, subject, score, exam_date) VALUES (NULL, '英语', 85, '2024-06-10');

-- 用NOT IN 查询无学生信息的成绩记录，会返回空集（因为NULL无法比较）
SELECT * FROM score WHERE student_no NOT IN (SELECT student_no FROM student);

-- 用NOT EXISTS 查询，正常返回结果
SELECT * FROM score sc WHERE NOT EXISTS (SELECT 1 FROM student s WHERE s.student_no = sc.student_no);

1.4 UNION / UNION ALL 区别与性能

UNION和UNION ALL 用于"合并两个或多个查询结果集"，要求两个查询的列数、数据类型一致，核心区别在于"是否去重"。

1.4.1 语法与示例

sql 复制代码

-- UNION：合并结果集，去重（会扫描所有结果，删除重复记录，性能较差）
SELECT student_no, subject, score FROM score WHERE subject = '数学'
UNION
SELECT student_no, subject, score FROM score WHERE score > 90;

-- UNION ALL：合并结果集，不去重（直接合并，不处理重复，性能较好）
SELECT student_no, subject, score FROM score WHERE subject = '数学'
UNION ALL
SELECT student_no, subject, score FROM score WHERE score > 90;

执行结果对比：

UNION 结果：合并后去重，张三的数学92分只出现一次；
UNION ALL 结果：合并后不去重，张三的数学92分出现两次（既满足subject=数学，又满足score>90）。

1.4.2 选择原则

如果确定两个结果集没有重复记录，优先用UNION ALL（性能更优，避免不必要的去重操作）；
如果可能有重复记录，且需要去重，再用UNION；
注意：UNION 和 UNION ALL 都要求两个查询的"列数、数据类型、列顺序"完全一致，否则会报错。

二、分组与聚合高级用法：摆脱GROUP BY的常见坑

分组（GROUP BY）和聚合函数（COUNT、SUM、AVG等）是统计类查询的核心，很多人在使用时会遇到"ONLY_FULL_GROUP_BY"报错、HAVING与WHERE混淆等问题，这里逐一拆解，结合示例避坑。

2.1 GROUP BY 原理与常见坑（ONLY_FULL_GROUP_BY）

核心原理：GROUP BY 用于"按指定字段分组"，分组后，SELECT 后面的字段只能是"分组字段"或"聚合函数"，否则会出现逻辑混乱（MySQL 5.7+ 开启了ONLY_FULL_GROUP_BY模式，会直接报错）。

常见坑：SELECT 字段中包含非分组、非聚合的字段，导致报错。

示例（正确 vs 错误）：

sql 复制代码

-- 错误示例：SELECT 包含非分组、非聚合字段（name），ONLY_FULL_GROUP_BY模式下报错
SELECT student_no, name, AVG(score) AS avg_score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
GROUP BY student_no;

-- 报错原因：name不是分组字段，也不是聚合函数，分组后无法确定返回哪个name（虽然一个student_no对应一个name，但MySQL不允许）

-- 正确示例1：SELECT 只包含分组字段和聚合函数
SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score
FROM score
GROUP BY student_no;

-- 正确示例2：如果需要显示name，将name也加入分组（因为student_no是主键，name和student_no一一对应，分组后不影响）
SELECT s.student_no, s.name, AVG(sc.score) AS avg_score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
GROUP BY s.student_no, s.name;

补充：如果确实需要在SELECT中显示非分组字段，可通过"聚合函数（如MAX、MIN）"包裹（适用于非分组字段和分组字段一一对应的场景）：

sql 复制代码

SELECT student_no, MAX(name) AS name, AVG(score) AS avg_score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
GROUP BY student_no;

2.2 聚合函数：COUNT/SUM/AVG/MAX/MIN 进阶

基础用法大家都熟悉，这里重点讲进阶用法和避坑点，尤其是COUNT和AVG的细节。

2.2.1 COUNT：统计行数的3种用法与区别

sql 复制代码

-- 1. COUNT(*)：统计所有行数，包括NULL值（最常用，效率最高）
SELECT COUNT(*) FROM score; -- 统计所有成绩记录数（含student_no为NULL的记录）

-- 2. COUNT(字段名)：统计该字段非NULL的行数
SELECT COUNT(student_no) FROM score; -- 统计student_no非NULL的成绩记录数（不含student_no为NULL的记录）

-- 3. COUNT(DISTINCT 字段名)：统计该字段非NULL且去重后的行数
SELECT COUNT(DISTINCT student_no) FROM score; -- 统计有成绩的不同学生数

避坑点：COUNT(1) 和 COUNT(*) 效率基本一致（MySQL优化后），无需刻意替换；COUNT(字段名) 效率低于COUNT(*)，因为需要判断字段是否为NULL。

2.2.2 SUM/AVG：处理NULL值与异常数据

SUM：自动忽略NULL值，若所有值都是NULL，返回NULL（可搭配IFNULL处理）；
AVG：自动忽略NULL值，计算的是"非NULL值的平均值"（不是所有行的平均值）。

sql 复制代码

-- 示例：给score表新增一条score为NULL的记录
INSERT INTO score (student_no, subject, score, exam_date) VALUES ('2024001', '英语', NULL, '2024-06-10');

-- SUM：忽略NULL值，返回92+88+75+90+80 = 425
SELECT SUM(score) FROM score;

-- AVG：忽略NULL值，计算5个非NULL值的平均（425/5=85），不是6条记录的平均
SELECT AVG(score) FROM score;

-- 处理NULL值：将NULL视为0计算平均
SELECT AVG(IFNULL(score, 0)) FROM score; -- (425 + 0)/6 ≈ 70.83

2.2.3 MAX/MIN：忽略NULL值，支持非数值类型

MAX和MIN不仅支持数值类型，还支持字符串、日期类型，自动忽略NULL值。

sql 复制代码

-- 数值类型：查询最高、最低分数
SELECT MAX(score) AS max_score, MIN(score) AS min_score FROM score;

-- 字符串类型：查询姓名排序最前、最后的学生（按字典序）
SELECT MAX(name) AS max_name, MIN(name) AS min_name FROM student;

-- 日期类型：查询最早、最晚的考试日期
SELECT MAX(exam_date) AS latest_date, MIN(exam_date) AS earliest_date FROM score;

2.3 HAVING 与 WHERE 区别（核心重点）

很多人混淆HAVING和WHERE，核心区别只有一个：WHERE 过滤行，HAVING 过滤分组，具体差异如下：

对比项	WHERE	HAVING
作用对象	单个行数据	分组后的结果集
使用时机	分组（GROUP BY）之前	分组（GROUP BY）之后
支持的条件	普通字段、表达式，不支持聚合函数	聚合函数、分组字段，支持普通字段（不推荐）

示例（对比使用）：

sql 复制代码

-- 需求1：查询数学科目中，分数大于80分的学生，按学号分组，统计平均成绩（先过滤行，再分组）
SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score
FROM score
WHERE subject = '数学' AND score > 80 -- WHERE：过滤数学科目、分数>80的行
GROUP BY student_no;

-- 需求2：查询每个学生的平均成绩，筛选出平均成绩大于85分的学生（先分组，再过滤分组）
SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score
FROM score
GROUP BY student_no
HAVING avg_score > 85; -- HAVING：过滤平均成绩>85的分组

-- 错误示例：WHERE中使用聚合函数（会报错）
SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score
FROM score
WHERE AVG(score) > 85 -- 报错：Invalid use of group function
GROUP BY student_no;

2.4 分组后排序、分页

实际开发中，分组后常需要对分组结果排序（如按平均成绩降序）、分页（如只显示前2个分组），核心是"GROUP BY 之后，用ORDER BY 排序，LIMIT 分页"。

sql 复制代码

-- 示例：查询每个学生的平均成绩，按平均成绩降序排序，分页显示前2条
SELECT s.name, s.class, AVG(sc.score) AS avg_score
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
GROUP BY s.student_no, s.name, s.class
ORDER BY avg_score DESC -- 分组后排序
LIMIT 0, 2; -- 分页（从第0条开始，取2条）

-- 执行结果：显示平均成绩最高的2个学生
-- name  class  avg_score
-- 张三  1班    90.0000
-- 王五  2班    90.0000

2.5 去重统计：COUNT(DISTINCT xx)

用于"统计某字段不重复的行数"，是业务中高频需求（如统计有多少个不同的学生参加了考试、有多少个不同的科目）。

sql 复制代码

-- 示例1：统计有多少个不同的学生参加了考试（去重）
SELECT COUNT(DISTINCT student_no) AS student_count FROM score;

-- 示例2：统计有多少个不同的科目（去重）
SELECT COUNT(DISTINCT subject) AS subject_count FROM score;

-- 示例3：统计每个班级有多少个不同的学生参加了考试
SELECT s.class, COUNT(DISTINCT s.student_no) AS student_count
FROM student s
JOIN score sc ON s.student_no = sc.student_no
GROUP BY s.class;

避坑点：COUNT(DISTINCT 字段1, 字段2) 表示"两个字段同时去重"，只有两个字段都相同才视为重复。

sql 复制代码

-- 统计不同的"学生+科目"组合数（一个学生选多个科目，视为不同组合）
SELECT COUNT(DISTINCT student_no, subject) AS combo_count FROM score;

三、窗口函数：进阶必备，面试高频（重点难点）

窗口函数是MySQL 8.0+ 新增的核心功能，也是进阶阶段的重点，能轻松解决"TopN、连续登录、环比同比、排名"等复杂业务场景，替代复杂的子查询和自连接，代码更简洁、可读性更高。

核心定义：窗口函数 = 聚合函数 / 排序函数 + OVER(窗口子句)，其中"窗口子句"用于定义"分析的范围"（如按哪个字段分组、排序）。

窗口子句常用语法：OVER(PARTITION BY 分组字段 ORDER BY 排序字段 [ROWS/RANGE 范围])

说明：PARTITION BY 相当于"分组但不聚合"（分组后每个组内的每行都保留），ORDER BY 用于组内排序，ROWS/RANGE 用于指定窗口范围（默认无需手动指定）。

3.1 排序类窗口函数：ROW_NUMBER() / RANK() / DENSE_RANK()

三者都是用于"组内排序、排名"，核心区别在于"处理并列排名的方式"，用示例一次性讲清楚（基于score表，按科目分组，对分数排序）。

sql 复制代码

-- 示例：按科目分组，对每个科目的分数进行排名，对比三种函数
SELECT 
    subject,
    student_no,
    score,
    ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS row_num,
    RANK() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS rnk,
    DENSE_RANK() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS dense_rnk
FROM score;

-- 执行结果（以数学科目为例，分数92、80、75）：
-- subject  student_no  score  row_num  rnk  dense_rnk
-- 数学     2024001     92     1        1    1
-- 数学     2024005     80     2        2    2
-- 数学     2024002     75     3        3    3

-- 若新增一条数学分数92的记录（student_no=2024006），结果变化：
-- subject  student_no  score  row_num  rnk  dense_rnk
-- 数学     2024001     92     1        1    1
-- 数学     2024006     92     2        1    1
-- 数学     2024005     80     3        3    2
-- 数学     2024002     75     4        4    3

三者区别总结：

ROW_NUMBER()：不处理并列，即使分数相同，排名也不重复（1、2、3、4）；
RANK()：处理并列，并列的排名相同，后续排名跳过（1、1、3、4）；
DENSE_RANK()：处理并列，并列的排名相同，后续排名不跳过（1、1、2、3）。

实战场景：TopN问题（每个科目取分数前2名）

sql 复制代码

-- 方法1：用ROW_NUMBER()（分数相同，只取前2个，不管并列）
SELECT * FROM (
    SELECT 
        subject,
        student_no,
        score,
        ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS row_num
    FROM score
) t
WHERE t.row_num <= 2;

-- 方法2：用RANK()（分数相同，并列排名，可能超过2条）
SELECT * FROM (
    SELECT 
        subject,
        student_no,
        score,
        RANK() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS rnk
    FROM score
) t
WHERE t.rnk <= 2;

3.2 分布类窗口函数：NTILE() / PERCENT_RANK()

用于"将数据分组、计算百分比排名"，适用于"分档次、占比分析"场景。

3.2.1 NTILE(n)：将组内数据分为n个档次

核心：将每个分组内的行，平均分为n个部分，返回每个行所在的档次（若无法平均分，前面的档次会多1行）。

sql 复制代码

-- 示例：按科目分组，将每个科目的分数分为3个档次（优秀、良好、及格）
SELECT 
    subject,
    student_no,
    score,
    NTILE(3) OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS level
FROM score;

-- 执行结果（数学科目4条记录，分为3档：第1档1行，第2档1行，第3档2行）：
-- subject  student_no  score  level
-- 数学     2024001     92     1
-- 数学     2024006     92     2
-- 数学     2024005     80     3
-- 数学     2024002     75     3

3.2.2 PERCENT_RANK()：计算百分比排名

核心：返回当前行在组内的百分比排名，公式：(当前排名 - 1) / (组内总行数 - 1)，结果范围0~1（0表示最低，1表示最高）。

sql 复制代码

-- 示例：按科目分组，计算每个学生分数的百分比排名
SELECT 
    subject,
    student_no,
    score,
    RANK() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS rnk,
    PERCENT_RANK() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS pct_rank
FROM score;

-- 执行结果（数学科目4条记录，组内总行数=4）：
-- subject  student_no  score  rnk  pct_rank
-- 数学     2024001     92     1    0.0000  -- (1-1)/(4-1)=0
-- 数学     2024006     92     1    0.0000  -- (1-1)/(4-1)=0
-- 数学     2024005     80     3    0.6667  -- (3-1)/(4-1)≈0.6667
-- 数学     2024002     75     4    1.0000  -- (4-1)/(4-1)=1

3.3 偏移类窗口函数：LAG() / LEAD()

用于"获取当前行的前n行（LAG）或后n行（LEAD）的数据"，无需自连接，就能实现"连续数据对比"（如环比、连续登录判断）。

语法：LAG(字段名, n, 默认值) / LEAD(字段名, n, 默认值)，n表示"偏移n行"，默认值表示"无数据时返回的值"（默认NULL）。

实战场景1：查询每个学生的当前科目分数，以及上一个科目、下一个科目的分数

sql 复制代码

SELECT 
    student_no,
    subject,
    score,
    LAG(score, 1, 0) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY subject) AS prev_score, -- 上一个科目分数
    LEAD(score, 1, 0) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY subject) AS next_score -- 下一个科目分数
FROM score
WHERE student_no = '2024001'; -- 只看张三的记录

-- 执行结果：
-- student_no  subject  score  prev_score  next_score
-- 2024001     数学     92     0          88
-- 2024001     语文     88     92         0
-- 2024001     英语     NULL   88         0

实战场景2：判断学生是否连续两天参加考试（假设exam_date为考试日期）

sql 复制代码

-- 示例：查询每个学生的考试日期，判断是否连续
SELECT 
    student_no,
    exam_date,
    LAG(exam_date, 1) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY exam_date) AS prev_date,
    DATEDIFF(exam_date, LAG(exam_date, 1) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY exam_date)) AS date_diff,
    CASE WHEN DATEDIFF(exam_date, LAG(exam_date, 1) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY exam_date)) = 1 THEN '连续' ELSE '不连续' END AS is_continuous
FROM score;

-- 执行逻辑：用LAG获取上一次考试日期，计算两次日期差，若差为1则连续
-- 执行结果（假设张三两天连续考试）：
-- student_no  exam_date  prev_date  date_diff  is_continuous
-- 2024001     2024-06-10  NULL       NULL       不连续
-- 2024001     2024-06-11  2024-06-10 1          连续

3.4 聚合窗口：SUM() OVER() / AVG() OVER()

将聚合函数（SUM、AVG等）与窗口函数结合，用于"计算累计值、移动平均值"，无需分组，保留每行数据，同时显示聚合结果。

实战场景1：计算每个科目的分数累计和

sql 复制代码

SELECT 
    subject,
    student_no,
    score,
    SUM(score) OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS cumulative_sum
FROM score;

-- 执行结果（数学科目）：
-- subject  student_no  score  cumulative_sum
-- 数学     2024001     92     92
-- 数学     2024006     92     184  -- 92+92
-- 数学     2024005     80     264  -- 184+80
-- 数学     2024002     75     339  -- 264+75

实战场景2：计算每个学生的分数移动平均值（前1行+当前行+后1行的平均）

sql 复制代码

SELECT 
    student_no,
    subject,
    score,
    AVG(score) OVER(PARTITION BY student_no ORDER BY subject ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND 1 FOLLOWING) AS moving_avg
FROM score
WHERE student_no = '2024001';

-- 说明：ROWS BETWEEN 1 PRECEDING AND 1 FOLLOWING 表示"窗口范围为前1行、当前行、后1行"
-- 执行结果：
-- student_no  subject  score  moving_avg
-- 2024001     数学     92     90.0000  -- (92+88)/2（无前1行，只取当前和后1行）
-- 2024001     语文     88     88.0000  -- (92+88+NULL)/2（NULL自动忽略，取前1行和当前行）
-- 2024001     英语     NULL   88.0000  -- (88+NULL)/2（无后1行，只取前1行）

3.4.1 聚合窗口与普通聚合的区别

很多人会混淆"聚合窗口函数"和"普通聚合函数"，核心区别在于：

普通聚合函数（SUM、AVG等）+ GROUP BY：会将分组后的数据合并为一行，只返回聚合结果；
聚合窗口函数 + OVER()：不会合并行，保留每行原始数据，同时在每行后追加聚合结果（按窗口范围计算）。

sql 复制代码

-- 普通聚合（GROUP BY）：按学生分组，只返回每个学生的平均成绩（一行一个学生）
SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score
FROM score
WHERE student_no = '2024001'
GROUP BY student_no;

-- 聚合窗口：保留每行成绩，同时追加该学生的平均成绩（一行一个科目）
SELECT 
    student_no,
    subject,
    score,
    AVG(score) OVER(PARTITION BY student_no) AS avg_score
FROM score
WHERE student_no = '2024001';

3.5 窗口函数的注意事项（避坑重点）

窗口函数虽好用，但使用时容易踩坑，以下4个注意事项必须牢记：

窗口函数只能用于 SELECT 和 ORDER BY 子句，不能用于 WHERE、GROUP BY、HAVING 子句（因为窗口函数是在这些子句执行之后才执行的）；

sql 复制代码

-- 错误示例：WHERE中使用窗口函数（会报错）
SELECT student_no, subject, score, ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS row_num
FROM score
WHERE row_num <= 2;

-- 正确示例：先子查询获取窗口函数结果，再在WHERE中过滤
SELECT * FROM (
    SELECT student_no, subject, score, ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS row_num
    FROM score
) t
WHERE t.row_num <= 2;

窗口函数的执行顺序：FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT（窗口函数）→ ORDER BY → LIMIT；
PARTITION BY 可省略，省略后表示"整个结果集作为一个窗口"（不分组，对所有数据进行分析）；

sql 复制代码

-- 省略PARTITION BY，对所有成绩进行排名
SELECT 
    student_no,
    subject,
    score,
    ROW_NUMBER() OVER(ORDER BY score DESC) AS global_row_num
FROM score;

MySQL 8.0+ 才支持窗口函数，若使用5.7及以下版本，需用子查询、自连接替代（如TopN问题用子查询+LIMIT）。

四、CTE（公共表表达式）：简化复杂查询，提升可读性

CTE（Common Table Expression，公共表表达式）是MySQL 8.0+ 新增的功能，用于"定义临时结果集"，可以替代复杂的子查询嵌套，让SQL代码更简洁、可读性更高，尤其适合多次复用同一子查询结果的场景。

核心语法：WITH 临时表名 AS (子查询)，然后在后续查询中使用该临时表。

4.1 基本用法：单CTE

示例：用CTE查询每个学生的平均成绩，筛选出平均成绩大于85分的学生（替代表子查询）：

sql 复制代码

-- 定义CTE（临时表t，存储每个学生的平均成绩）
WITH t AS (
    SELECT student_no, AVG(score) AS avg_score 
    FROM score 
    GROUP BY student_no
)
-- 使用CTE，和student表连接筛选
SELECT t.student_no, s.name, t.avg_score
FROM t
JOIN student s ON t.student_no = s.student_no
WHERE t.avg_score > 85;

-- 等价于之前的表子查询，但代码更简洁，可读性更高

4.2 进阶用法：多CTE、嵌套CTE

多CTE：用逗号分隔多个CTE，可相互引用（前一个CTE可被后一个CTE使用）；
嵌套CTE：在CTE内部再定义CTE，适用于更复杂的查询场景。

sql 复制代码

-- 多CTE示例：查询每个科目分数前2名的学生信息（结合CTE和窗口函数）
WITH 
-- 第一个CTE：给每个科目的分数排名
score_rank AS (
    SELECT 
        subject,
        student_no,
        score,
        ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY subject ORDER BY score DESC) AS row_num
    FROM score
),
-- 第二个CTE：筛选出每个科目前2名的记录
top2_score AS (
    SELECT * FROM score_rank WHERE row_num <= 2
)
-- 使用第二个CTE，关联student表获取学生信息
SELECT t.subject, t.student_no, s.name, s.class, t.score
FROM top2_score t
LEFT JOIN student s ON t.student_no = s.student_no;

-- 嵌套CTE示例：在CTE内部嵌套CTE
WITH parent_cte AS (
    -- 内部嵌套CTE，查询高一学生的学号
    WITH child_cte AS (
        SELECT student_no FROM student WHERE grade = '高一'
    )
    -- 父CTE使用子CTE的结果，查询高一学生的成绩
    SELECT sc.student_no, sc.subject, sc.score
    FROM score sc
    JOIN child_cte c ON sc.student_no = c.student_no
)
-- 使用父CTE，统计高一学生各科目平均分
SELECT subject, AVG(score) AS avg_score
FROM parent_cte
GROUP BY subject;

4.3 CTE与子查询、临时表的区别

对比项	CTE	子查询	临时表
可读性	高，代码结构化，可复用	低，嵌套过深易混乱	中等，需手动创建和删除
复用性	高，可在同一查询中多次引用	低，每次使用需重复编写	高，可在整个会话中复用
性能	和子查询基本一致（MySQL优化后）	嵌套过深会影响性能	性能较好，但创建和删除有开销

选择原则：简单查询用子查询，复杂查询、需要复用临时结果集时，优先用CTE（简洁易维护）；需要跨会话复用时，用临时表。