📊 SQL 入门 Day 9：CTE（公用表表达式）— 让 SQL 像写代码一样优雅

场景引入

你有一个复杂的查询：先算出每个部门的总销售额，再筛选出销售额超过平均值的部门，接着关联员工表计算奖金。如果用子查询嵌套，代码会变成这样：

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SELECT e.name, d.total_sales,
       d.total_sales * 0.1 AS bonus
FROM employees e
JOIN (
    SELECT dept_id, SUM(amount) AS total_sales
    FROM sales
    WHERE sale_date >= '2026-01-01'
    GROUP BY dept_id
) d ON e.dept_id = d.dept_id
WHERE d.total_sales > (
    SELECT AVG(total_sales)
    FROM (
        SELECT dept_id, SUM(amount) AS total_sales
        FROM sales
        WHERE sale_date >= '2026-01-01'
        GROUP BY dept_id
    ) avg_tbl
);

❌ 问题：同一段子查询写了两次，可读性极差，维护就是噩梦。

你需要的是一张臨时的"命名查询"------CTE（公用表表达式）。

一、基本 CTE 语法

语句结构

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WITH cte_name AS (
    -- 这里写你的子查询
    SELECT column1, column2, ...
    FROM table
    WHERE conditions
)
SELECT *
FROM cte_name
WHERE ...;

CTE 创建的临时结果集只在当前 SQL 语句中有效，查询结束后自动销毁，不会写入磁盘。

场景示例：部门销售汇总

sql 复制代码

WITH dept_sales AS (
    SELECT dept_id,
           SUM(amount) AS total_sales,
           COUNT(*)    AS order_count
    FROM sales
    WHERE sale_date >= '2026-01-01'
    GROUP BY dept_id
)
SELECT d.dept_name, s.total_sales, s.order_count
FROM dept_sales s
JOIN departments d ON s.dept_id = d.dept_id
ORDER BY s.total_sales DESC;

执行结果示意：

dept_name	total_sales	order_count
技术部	1,280,000	342
市场部	950,000	215
运营部	620,000	178

对比开头的三层嵌套版本，CTE 版本逻辑清晰得像在读一篇文章。

二、多 CTE --- 一个 WITH 搞定多条"临时表"

一个 WITH 后面可以跟多个 CTE，用逗号分隔。每个 CTE 可以引用前面定义的 CTE。

场景示例：先算部门销售，再算奖金

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WITH dept_sales AS (
    SELECT dept_id, SUM(amount) AS total_sales
    FROM sales
    WHERE sale_date >= '2026-01-01'
    GROUP BY dept_id
),
avg_sales AS (
    SELECT AVG(total_sales) AS avg_amount
    FROM dept_sales
),
high_performers AS (
    SELECT ds.dept_id, ds.total_sales
    FROM dept_sales ds
    CROSS JOIN avg_sales av
    WHERE ds.total_sales > av.avg_amount
)
SELECT e.name, e.dept_id, hp.total_sales,
       ROUND(hp.total_sales * 0.08, 2) AS bonus
FROM employees e
JOIN high_performers hp ON e.dept_id = hp.dept_id;

执行结果示意：

name	dept_id	total_sales	bonus
张三	101	1,280,000	102,400
李四	101	1,280,000	102,400
王五	102	950,000	76,000

要点：

多个 CTE 之间用逗号分隔，最后一个 CTE 后面没逗号
CTE 可以链式引用 ：high_performers 引用了 dept_sales 和 avg_sales
最终主查询引用最后一个 CTE（或任意一个）

三、CTE vs 子查询 --- 性能和可读性对比

可读性对比

sql 复制代码

-- ❌ 子查询嵌套（地狱级阅读体验）
SELECT name FROM employees
WHERE dept_id IN (
    SELECT dept_id FROM (
        SELECT dept_id, RANK() OVER (ORDER BY sales DESC) AS rk
        FROM dept_stats
    ) ranked WHERE rk <= 3
);

-- ✅ CTE 版本（线性逻辑，一目了然）
WITH ranked_depts AS (
    SELECT dept_id, RANK() OVER (ORDER BY sales DESC) AS rk
    FROM dept_stats
)
SELECT name FROM employees
WHERE dept_id IN (
    SELECT dept_id FROM ranked_depts WHERE rk <= 3
);

性能对比

对比维度	子查询	CTE
执行计划	每次出现都独立执行（非物化）	大多数数据库会内联展开
是否物化	❌ 不物化（除非使用 MATERIALIZED 关键字）	PostgreSQL 支持 WITH AS MATERIALIZED
多次引用	子查询写多次 → 执行多次	写一次，但数据库可能内联多次
索引利用	取决于优化器	取决于优化器，CTE 本身不额外消耗

⚠️ CTE 不是性能银弹 。数据库查询优化器通常会把 CTE 内联到主查询中，所以不一定比子查询快。但如果 CTE 被主查询多次引用（例如 JOIN 了两次），数据库可能会执行 CTE 两次。 PostgreSQL 12+ 提供 MATERIALIZED / NOT MATERIALIZED 关键字来显式控制。

sql 复制代码

-- PostgreSQL 显式控制物化
WITH dept_sales AS MATERIALIZED (
    SELECT dept_id, SUM(amount) AS total
    FROM sales GROUP BY dept_id
)
SELECT * FROM dept_sales WHERE total > 100000;

什么时候选 CTE？

同一个子查询被引用多次 → 用 CTE 避免重复代码
查询逻辑复杂需要拆解 → 用 CTE 分步表达
需要递归查询（下一节） → 必须用 CTE
子查询只用一次且逻辑简单 → 直接用子查询更短

四、递归 CTE --- 处理树形结构（拓展）

CTE 最大的杀手锏是支持递归，子查询做不到。

语法结构

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WITH RECURSIVE cte_name AS (
    -- 锚点：非递归的初始查询
    SELECT ... FROM table WHERE condition
    UNION ALL
    -- 递归部分：引用 CTE 自身
    SELECT ... FROM table JOIN cte_name ON ...
)
SELECT * FROM cte_name;

场景：组织架构树

sql 复制代码

WITH RECURSIVE org_tree AS (
    -- 锚点：找到 CEO（没有上级）
    SELECT id, name, manager_id, 1 AS level
    FROM employees
    WHERE manager_id IS NULL

    UNION ALL

    -- 递归：找到每个下属，层级 +1
    SELECT e.id, e.name, e.manager_id, ot.level + 1
    FROM employees e
    JOIN org_tree ot ON e.manager_id = ot.id
)
SELECT id, name, level,
       REPEAT('  ', level - 1) || name AS tree_display
FROM org_tree
ORDER BY level, id;

执行结果示意：

id	name	level	tree_display
1	陈总	1	陈总
2	张总监	2	张总监
3	李经理	3	李经理
4	王组长	4	王组长
5	赵经理	3	赵经理

注意事项：

必须有 RECURSIVE 关键字
递归部分必须用 UNION ALL（不能是 UNION）
必须有终止条件 （JOIN 条件中的 ot.id），否则死循环
MySQL 5.7 及更低版本不支持递归 CTE

五、实际应用场景

1. 数据分页 + 排名

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WITH user_rank AS (
    SELECT id, name, score,
           ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY score DESC) AS rn
    FROM users
)
SELECT *
FROM user_rank
WHERE rn BETWEEN 11 AND 20;

2. 多步聚合：先分组汇总，再排序

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WITH monthly_stats AS (
    SELECT DATE_TRUNC('month', order_date) AS month,
           SUM(amount) AS revenue
    FROM orders
    GROUP BY DATE_TRUNC('month', order_date)
)
SELECT month, revenue,
       revenue - LAG(revenue) OVER (ORDER BY month) AS mom_change
FROM monthly_stats;

3. 数据清洗中的中间步骤

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WITH cleaned AS (
    SELECT id, email, TRIM(name) AS name,
           COALESCE(phone, '未知') AS phone
    FROM raw_users
    WHERE email IS NOT NULL
),
duplicated AS (
    SELECT id, name, email,
           ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY email ORDER BY id) AS rn
    FROM cleaned
)
SELECT id, name, email, phone
FROM duplicated WHERE rn = 1;

注意事项

CTE 名在当前语句中必须唯一，不能重名
CTE 不是临时表 --- 它不会写入磁盘，无法被其他会话访问
MySQL 5.6 及之前不支持 CTE（5.7 开始支持非递归，8.0 支持递归）
SQLite 3.34+ 支持 CTE 和递归 CTE
Oracle 早在 9i 就支持了，语法略有不同（使用 WITH ... AS (SELECT ...) SELECT ... 一致）
SQL Server 支持，CTE 后必须紧跟使用它的语句（不能分号结束再查询）
调试时可以用 SELECT * FROM cte_name 分段验证每个 CTE 的结果

今日总结

知识点	一句话
基本 CTE	`WITH name AS (query) SELECT ... FROM name`
多 CTE	逗号分隔、可链式引用
CTE vs 子查询	CTE 提升可读性，性能各有优劣
递归 CTE	`WITH RECURSIVE` 处理树形结构
适用场景	分步复杂查询、多次引用、递归树形

一句话口诀：子查询让你活下来，CTE 让你活得优雅。