数据库子查询（subquery）是 SQL 语言中的一种查询嵌套技术，即在一个 SQL 语句中嵌套另一个 SQL 查询。这种技术在数据筛选、更新和删除等操作中非常常用，通过子查询，可以实现更复杂的查询逻辑。
一、什么是数据库子查询？
子查询，又称内查询或嵌套查询，是嵌套在另一个 SQL 查询中的查询。子查询的结果可以用作主查询（外查询）的条件，子查询通常包含在括号内，并且可以返回单个值、多列或多行。
基本语法格式如下：
SELECT column1, column2, ...
FROM table1
WHERE column_name operator (SELECT column_name FROM table2 WHERE condition);
二、子查询的类型
子查询可以根据不同的分类标准分为以下几类：
1. 按返回结果的行数分类
单行子查询：子查询返回单个结果行。
多行子查询：子查询返回多行结果。
2. 按返回结果的列数分类
单列子查询：子查询返回单个结果列。
多列子查询：子查询返回多列结果。
3. 按位置分类
WHERE 子查询：在 WHERE 子句中使用。
FROM 子查询：在 FROM 子句中使用，称为派生表或内联视图。
SELECT 子查询：在 SELECT 子句中使用，用于计算字段的值。
HAVING 子查询：在 HAVING 子句中使用。
三、子查询的用法
子查询的主要用法包括以下几种：
1. WHERE 子查询
用于在 WHERE 子句中筛选数据。示例如下：
SELECT employee_id, first_name, last_name
FROM employees
WHERE department_id = (SELECT department_id FROM departments WHERE department_name = 'Sales');
此查询将返回属于销售部门的所有员工。
2. FROM 子查询
用于在 FROM 子句中创建派生表。示例如下：
SELECT avg_salary
FROM (SELECT department_id, AVG(salary) AS avg_salary
FROM employees
GROUP BY department_id) AS department_avg
WHERE avg_salary > 5000;
此查询将返回平均工资超过 5000 的部门的平均工资。
3. SELECT 子查询
用于在 SELECT 子句中计算字段的值。示例如下：
SELECT employee_id, first_name, last_name,
(SELECT department_name FROM departments WHERE department_id = employees.department_id) AS department_name
FROM employees;
此查询将返回所有员工的信息及其所在部门的名称。
4. HAVING 子查询
用于在 HAVING 子句中筛选分组后的数据。示例如下：
SELECT department_id, AVG(salary) AS avg_salary
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING AVG(salary) > (SELECT AVG(salary) FROM employees WHERE department_id = 10);
此查询将返回平均工资高于部门 10 平均工资的部门及其平均工资。
四、子查询的优势
1. 简化复杂查询
子查询可以将复杂的查询分解成多个简单的查询，通过嵌套实现复杂的逻辑，使得 SQL 语句更易于理解和维护。
2. 动态数据筛选
子查询允许动态地筛选数据，例如可以根据另一个表中的数据动态确定筛选条件，从而增强查询的灵活性。
3. 避免重复代码
在某些情况下，使用子查询可以避免重复书写相同的查询逻辑，提高代码的可重用性。
4. 数据隔离
子查询可以有效隔离数据操作，例如在更新或删除操作中使用子查询，可以确保只影响特定的记录，避免误操作。
五、子查询的限制
尽管子查询有许多优点，但也有一些限制和需要注意的地方：
1. 性能问题
子查询在某些情况下可能会导致性能问题，特别是当子查询返回大量数据或嵌套子查询层次较深时，执行效率可能较低。
2. 可读性
虽然子查询可以简化复杂查询，但过多或过于复杂的子查询会降低 SQL 语句的可读性和可维护性。
3. 某些数据库的限制
某些数据库系统对子查询的支持有限，例如不支持某些类型的子查询或对子查询的使用有特定的限制。
六、实际应用案例
以下是几个实际应用中使用子查询的典型案例。
案例 1：查找高于公司平均工资的员工
SELECT employee_id, first_name, last_name, salary
FROM employees
WHERE salary > (SELECT AVG(salary) FROM employees);
此查询将返回所有工资高于公司平均工资的员工。
案例 2：查找在所有部门中工资最高的员工
SELECT employee_id, first_name, last_name, salary
FROM employees
WHERE salary = (SELECT MAX(salary) FROM employees);
此查询将返回公司中工资最高的员工。
案例 3：查找每个部门中工资最高的员工
SELECT employee_id, first_name, last_name, salary, department_id
FROM employees e1
WHERE salary = (SELECT MAX(salary) FROM employees e2 WHERE e1.department_id = e2.department_id);
此查询将返回每个部门中工资最高的员工。
案例 4：更新某部门所有员工的工资
UPDATE employees
SET salary = salary * 1.1
WHERE department_id = (SELECT department_id FROM departments WHERE department_name = 'Sales');
此查询将所有销售部门员工的工资提高 10%。
案例 5：删除某部门中低于部门平均工资的员工
DELETE FROM employees
WHERE salary < (SELECT AVG(salary) FROM employees e2 WHERE e2.department_id = employees.department_id)
AND department_id = (SELECT department_id FROM departments WHERE department_name = 'Sales');
此查询将删除销售部门中工资低于部门平均工资的员工。
七、总结
子查询是 SQL 语言中一个强大的工具，通过在查询中嵌套另一个查询，子查询能够实现复杂的数据筛选和操作逻辑。尽管子查询有许多优点，如简化复杂查询、动态数据筛选、避免重复代码和数据隔离等，但也需要注意其潜在的性能问题和可读性下降等限制。在实际应用中，合理使用子查询可以大大提升 SQL 查询的灵活性和表达能力。