PostgreSQL谓词之EXISTS

**何为SQL谓词?**

我们在SQL中接触的 BETWEEN 、 LIKE 、 IN 、 IS NULL、 = 、 < 、 >等关键词都可以称之为SQL中的谓词,它是一种返回值只为真值( true 、 false 或者 unknown)的特殊函数。它的目的是为了给SQL命题提供判断真假的手段,谓词逻辑的出现对SQL而言具有划时代的意义。 Codd在1969年曾提到过:“数据库并非是一种数据的集合,它是事实的集合。” 而这里的事实我们则可以理解为真命题。


**何为EXISTS?**

EXISTS逻辑运算符用于检测子查询的结果集是否包含目标值。如果结果集中至少包含一条目标值,则EXISTS的结果为true,否则为false。



**EXISTS与其它谓词的区别?**

EXISTS相比其它谓词有着更强的表达力。首先EXISTS的输出值和其它谓词是一样的,都是真值。但是EXISTS的输入值可以是集合,这就意味着EXISTS可以通过集合描述任意多的元素,也就意味着它有着更强的表达力,前面我们说过谓词其实也是一种特殊的函数,所以也有些人习惯把EXISTS称作高阶函数。


**NOT EXISTS和EXISTS的简单应用:**


```

create table exists_01 (id int,name varchar(12),des text);

insert into exists_01 values (1,'Tom','ms1'),(2,'Jer','ms2'),(3,'Jim','es1');

```


如何筛选出des是ms系列的角色?


```

pgadv=# select name from exists_01  where des like 'ms%';

name

------

Tom

Jer

(2 rows)

```

```

pgadv=# select name from exists_01 where des in ('ms1','ms2');

name

------

Tom

Jer

(2 rows)

```

```

pgadv=# select name from exists_01 t1 where exists (select * from exists_01 t2 where t1.name=t2.name and des like 'ms%');

name

------

Tom

Jer

(2 rows

```


有的人可能会问,使用exists为什么会显得更麻烦了?别心急,我们继续向下看:


我这里有一张简单的学生成绩表:


pgadv=# select * from stuscores ;

student_name | subject | score

--------------+---------+-------

张三         | 数学    |    98

张三         | 语文    |    75

张三         | 英语    |    84

李四         | 数学    |    88

李四         | 语文    |    92

王华         | 语文    |    88

王华         | 英语    |    53

赵齐         | 数学    |    99

赵齐         | 英语    |    43

王华         | 数学    |    50

(10 rows)


**如何取出所有科目都大于60分的学生的姓名?**


很多时候,我们会想着先找出大于60分的科目有哪些?然后再从中获取学生的姓名,但是这样的话就会有一个问题,就是有些学生他的科目既有大于60分的也有小于60分的,我们只做分数的筛选显然不能满足需求。

假设我们需要获取的值为a,那么所有的a都是满足科目大于60分(条件b)的值,根据德·摩根定律,所有a都满足条件b=不存在不满足条件b的a。

于是我们转换思路找到不满足大于60分的学生集合,然后通过NOT EXISTS筛选出所需目标值。


```

SELECT DISTINCT student_name

FROM stuscores t1

WHERE NOT EXISTS

    (SELECT *

     FROM stuscores t2

     WHERE t1.student_name=t2.student_name

       AND t2.score<60);

```

我们继续来看一个稍微复杂些的需求,如果想要的学生姓名是数学大于90分,语文大于70分的学生有哪些呢?


*实现方式一:*

```

 SELECT

    *

  FROM

      ( SELECT * FROM stuscores where  subject='数学' AND score >= 90 ) as m1,

      ( SELECT * FROM stuscores where  subject='语文' AND score >= 70 ) as m2

    WHERE

      m1.student_name = m2.student_name;

也可以写成:

SELECT *

FROM stuscores t1,

     stuscores t2

WHERE t1.student_name=t2.student_name

  AND t1.subject='数学'

  AND t1.score >= 90

  AND t2.subject='语文'

  AND t2.score >= 70;

```


*实现方式二:*

```

SELECT *

FROM stuscores t1

WHERE student_name IN

    (SELECT student_name

     FROM stuscores

     WHERE subject='数学'

       AND score >= 90)

  AND subject='语文'

  AND score >= 70 ;

```

*实现方式三:*

```

SELECT *

FROM stuscores t1

WHERE EXISTS

    (SELECT *

     FROM stuscores t2

     WHERE t1.student_name=t2.student_name

       AND subject='数学'

       AND score >= 90)

  AND subject='语文'

  AND score >= 70 ;

```


大家发现,好像EXISTS实现起来没什么优势,我们目前只是筛选了两门学科,如果将其增加到三门甚至四门、五门呢?


*实现方式四:*

```

SELECT *

FROM stuscores t1

WHERE NOT  EXISTS

    (SELECT *

     FROM stuscores t2

     WHERE t1.student_name=t2.student_name AND

           'true' = case  when subject='数学' AND score < 90 then 'true'

                          when subject='语文' AND score < 70 then 'true'

                          else 'false' end);

                          student_name | subject | score

--------------+---------+-------

张三         | 数学    |    98

张三         | 语文    |    75

张三         | 英语    |    84

赵齐         | 数学    |    99

赵齐         | 英语    |    43

(5 rows)

```

我们会发现,赵齐虽然满足case when的条件,但是他并没有语文学科的成绩,于是我们再加上限定:


最终实现语句:


```

SELECT DISTINCT student_name

FROM stuscores t1

WHERE subject IN ('数学',

                  '语文')

  AND NOT EXISTS

    (SELECT *

     FROM stuscores t2

     WHERE t1.student_name=t2.student_name

       AND 'true' = CASE WHEN subject='数学'

       AND score < 90 THEN 'true' WHEN subject='语文'

       AND score < 70 THEN 'true' ELSE 'false' END)

GROUP BY student_name HAVING COUNT(*) = 2;


--------------

张三

(1 row)

```

这样无论我们要求的学科有多少,只需要增加case when中的条件即可实现。


附录:stuscores表创建语句

```

CREATE TABLE stuscores

(student_name varchar,

subject    VARCHAR(32) ,

score      INTEGER

);


INSERT INTO stuscores VALUES('张三', '数学','98');

INSERT INTO stuscores VALUES('张三', '语文',75);

INSERT INTO stuscores VALUES('张三', '英语',84);

INSERT INTO stuscores VALUES('李四', '数学',88);

INSERT INTO stuscores VALUES('李四', '语文',92);

INSERT INTO stuscores VALUES('王华', '数学',50);

INSERT INTO stuscores VALUES('王华', '语文',88);

INSERT INTO stuscores VALUES('王华', '英语',53);

INSERT INTO stuscores VALUES('赵齐', '数学',99);

INSERT INTO stuscores VALUES('赵齐', '英语',43);

```


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