SQL语句中exists/not exists的用法分析

作者：Dsw

比如在Northwind数据库中有一个查询为

SELECT c.CustomerId,CompanyName FROM Customers c
WHERE EXISTS(
SELECT OrderID FROM Orders o WHERE o.CustomerID=c.CustomerID) 

这里面的EXISTS是如何运作呢？子查询返回的是OrderId字段，可是外面的查询要找的是CustomerID和CompanyName字段，这两个字段肯定不在OrderID里面啊，这是如何匹配的呢？ 
EXISTS用于检查子查询是否至少会返回一行数据，该子查询实际上并不返回任何数据，而是返回值True或False
EXISTS 指定一个子查询，检测 行 的存在。
语法： EXISTS subquery
参数： subquery 是一个受限的 SELECT 语句 (不允许有 COMPUTE 子句和 INTO 关键字)。
结果类型： Boolean 如果子查询包含行，则返回 TRUE ，否则返回 FLASE 。

例表A：TableIn	例表B：TableEx

（一）. 在子查询中使用 NULL 仍然返回结果集

select * from TableIn where exists(select null)
等同于： select * from TableIn

 
（二）. 比较使用 EXISTS 和 IN 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)
select * from TableIn where ANAME in(select BNAME from TableEx)

（三）. 比较使用 EXISTS 和 = ANY 的查询。注意两个查询返回相同的结果。

select * from TableIn where exists(select BID from TableEx where BNAME=TableIn.ANAME)
select * from TableIn where ANAME=ANY(select BNAME from TableEx)

NOT EXISTS 的作用与 EXISTS 正好相反。如果子查询没有返回行，则满足了 NOT EXISTS 中的 WHERE 子句。
结论：
EXISTS(包括 NOT EXISTS )子句的返回值是一个BOOL值。 EXISTS内部有一个子查询语句(SELECT ... FROM...)， 我将其称为EXIST的内查询语句。其内查询语句返回一个结果集。 EXISTS子句根据其内查询语句的结果集空或者非空，返回一个布尔值。
一种通俗的可以理解为：将外查询表的每一行，代入内查询作为检验，如果内查询返回的结果取非空值，则EXISTS子句返回TRUE，这一行行可作为外查询的结果行，否则不能作为结果。
分析器会先看语句的第一个词，当它发现第一个词是SELECT关键字的时候，它会跳到FROM关键字，然后通过FROM关键字找到表名并把表装入内存。接着是找WHERE关键字，如果找不到则返回到SELECT找字段解析，如果找到WHERE，则分析其中的条件，完成后再回到SELECT分析字段。最后形成一张我们要的虚表。
WHERE关键字后面的是条件表达式。条件表达式计算完成后，会有一个返回值，即非0或0，非0即为真(true)，0即为假(false)。同理WHERE后面的条件也有一个返回值，真或假，来确定接下来执不执行SELECT。
分析器先找到关键字SELECT，然后跳到FROM关键字将STUDENT表导入内存，并通过指针找到第一条记录，接着找到WHERE关键字计算它的条件表达式，如果为真那么把这条记录装到一个虚表当中，指针再指向下一条记录。如果为假那么指针直接指向下一条记录，而不进行其它操作。一直检索完整个表，并把检索出来的虚拟表返回给用户。EXISTS是条件表达式的一部分，它也有一个返回值(true或false)。
在插入记录前，需要检查这条记录是否已经存在，只有当记录不存在时才执行插入操作，可以通过使用 EXISTS 条件句防止插入重复记录。

INSERT INTO TableIn (ANAME,ASEX)
SELECT top 1 '张三', '男' FROM TableIn
WHERE not exists (select * from TableIn where TableIn.AID = 7)

EXISTS与IN的使用效率的问题，通常情况下采用exists要比in效率高，因为IN不走索引，但要看实际情况具体使用：

IN适合于外表大而内表小的情况；EXISTS适合于外表小而内表大的情况。

1、Student：

Sno	Sname	Ssex	Sage	Sdept
200215121	李勇	男	20	CS
200215122	刘晨	女	19	CS
200215123	王敏	女	18	MA
200215124	张立	男	19	IS

2、Course：

Cno	Cname	Cpno	Ccredit
1	数据库	5	4
2	数学		2
3	信息系统	1	4
4	操作系统	6	3
5	数据结构	7	4
6	数据处理		2
7	PASCAL语言	6	4

3、SC：

Sno	Cno	Credit
200215121	1	92
200215121	2	85
200215121	3	88
200215122	2	90
200215122	3	80

例1：查询所有选修了1号课程的学生的姓名。

解法1：利用exists

首先取Student表中的一个元组，然后在SC表中依次找SC.Sno=该元组的Sno，并且对应的Cno='1'，如果存在，则外层查询的where子句返回为真，则Student表中的该元组可以输出。然后依次遍历Student表中的其他元组。

举个例子：对于在学生表中学号等于2002151121这个元组，在SC表中第一条记录即符合条件，然后where 子句返回 true，所以该条元组可以输出。然后依次遍历。

select Sname
from  Student
where exists
(
      select *
      from SC
      where Sno = Student.Sno AND Cno='1'
);

解法2：利用连接查询

select Sname
from Student,SC
where Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno='1';

例2：查询没有选修1号课程的学生的姓名。

解：

select Sname
from Student
where not exists
(
     select *
     from SC
     where Sno=Student.Sno  AND   Cno='1'
);

例3：查询选修了全部课程的学生姓名。

select Sname
from Student
where not exists
          (
                 select *
                 from Course
                 where not exists
                           (
                                 select *
                                 from  SC
                                 where Sno=Student.Sno AND
                                            Cno=Course.Cno
                           ) );

查找语义：查询这样的学生，没有一门课程是他不选修的。

查找过程：

首先，选取Student表中的一个元组，然后在依次判断Course表中的每个元组是否可以输出，只要有一个课程可以输出，则最外层查询的where子句返回为false；而在判断某个课程是否可以输出时，则要利用第三层查询，利用当前的学号和当前的课程号，在SC表中查询，如果存在，则第二层查询where子句返回false。至此，每一门课程都不可以输出时，这个学号对应的元组才可以输出。表示这个学生选修了全部的课程。

例4：至少选修了学生200215122选修的全部课程的学生号码。

select distinct Sno
from SC SCX
where not exists
          (
              select *
              from SC SCY
              where SCY.Sno='2002151122'  AND
                        not exists
                        (
                              select *
                              from SC SCZ
                              where SCZ.Sno=SCX.Sno  AND
                                        SCZ.Cno=SCY.Cno));

查询语义：不存在这样的课程y，学生200215122选修了y，而学生x没选。

查询过程：先在SCX表中选一条记录，比方说第一条，然后再看SCY表中，只有SCY表中全部不能输出，第一层查询的where子句才返回true，第一条记录就可以输出；所以就要一次查看SCY表中的每一个元组，前三个，因为学号首先不满足=200215122所以必然不能输出，第四个的话，就要看其AND后面的not exists返回什么值，而这又取决于第三层查询中是否存在满足学号等于SCX.Sno且课程号=SCY.Cno的元组，经查看，有 ，则返回false，所以第四个也不能输出，第五个类似，所以，第一层查询的not exists返回true。所以第一条记录可以输出。