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。

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

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


--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。
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;