CTE查询
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前言
postgresql 数据库是一款通用的关系型数据，在开源数据库中能与商业数据媲美，在业界也越来越流行。
因为是开源数据库，不仅公开源码，还有很多使用案例，好用的插件，所以它的慢慢变成了数据库的先驱和标准，通过postgresql可以很好从使用到原理，彻底搞懂；
如果是学习编程，也可以学到丰富的编程知识，数据结构，编程技巧，它里面还有很多精妙的架构设计，分层思想，可以灵活定制的思想。
本专栏主要介绍postgresql 入门使用，数据库维护管理，通过这些使用来了解数据库原理，慢慢了解postgresql是什么样的数据库，能做那些事情，以及如何做好服务，最关键的是这些知识都是面试的必备项。
概述
在一些分析型业务中，通常会遇到一些非常复杂的SQL语句，多个子查询的联合，此时可以使用 ***mon table expression (CTE) 方式的SQL写法，来让SQL更加简化和易于理解，本文就来分享一下postgresql中的CTE语言的写法，以及使用案例。
CTE语法介绍
***mon table expression (CTE), 翻译过来就是通用表表达式，它将子查询创建成临时表的形式，通过with子句嵌套在查询语句中，在主查询中引用这些临时表就可以，简化了普通SQL的写法，更加易于理解和维护。
CTE的SQL形式如下：
WITH cte_name (column1, column2, ...) AS (
-- 临时表查询
SELECT ...
)
-- 主查询，使用CTE
SELECT ...
FROM cte_name;
它主要包括以下几部分：
- with子句，该关键字指示CTE语句的开始；
- CTE表达式名, 指定CTE名字，名字有效范围是整个语句，所以整个语句中不能重名；
- CTE目标列名，这是可选项，不指定时，默认为cte查询语句的select目标列;
- CTE查询语句，它包括在AS关键字对应的括号中；可以是任意的SQL语句；
- 主查询语句，主查询语句得到整个SQL的最终结果，它可以像引用普通表一样来引用CTE表达式名，这样就可以将复杂SQL拆解成几个CTE表达式，然后再引用；
数据准备
下面针对CTE的应用场景进行举例说明，为了方便举例，先创建以下几张表。
- 产品表 (Products)
这个表用于存储产品的信息。
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| product_id | INT PRIMARY KEY | 产品的唯一标识符 |
| product_name | VARCHAR | 产品的名称 |
| price | DECIMAL | 产品的价格 |
| category | VARCHAR | 产品的类别 |
- 订单表 (Orders)
这个表用于存储订单的信息。
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| order_id | INT PRIMARY KEY | 订单的唯一标识符 |
| product_id | INT | 与产品表关联的外键 |
| quantity | INT | 订购的产品数量 |
| region | VARCHAR | 订单所在的区域 |
| order_date | DATE | 订单的日期 |
-- 创建产品表
CREATE TABLE products (
product_id INT PRIMARY KEY,
product_name VARCHAR(255) NOT NULL,
price DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
category VARCHAR(255)
);
-- 创建订单表
CREATE TABLE orders (
order_id INT PRIMARY KEY,
product_id INT,
quantity INT NOT NULL,
region VARCHAR(255) NOT NULL,
order_date DATE NOT NULL,
FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES Products(product_id)
);
基本应用
当我们查询每个区域的销量时，可以使用如下CTE语句
with region_sales as (
SELECT region, SUM(quantity) AS total_sales
FROM orders
GROUP BY region
)
select * from region_sales;
在这个例子中，CTE查询语句从基本表orders中得到每个区域的销量，在主查询中就可以直接引用CTE临时表了。
多个CTE
可以包含多个CTE语句，也就是CTEs，而且CTE之间也可以进行引用，递进的进行查询。
并行的 CTE
当我们想要查询销量最好的区域和销量最好的产品，那么可以用下面的语句。
with region_sales as (
SELECT region, SUM(quantity) AS total_sales
FROM orders
GROUP BY region order by total_sales desc;
),
procduct_sales as (
select products.product_name, sum(quantity) as total_sales
from orders, products
where orders.product_id = products.product_id
group by orders.product_id,products.product_name order by total_sales desc;
)
select (select region from region_sales limit 1) as top_region,
(select product_name from procduct_sales limit 1) as top_product ;
- 分别用两个CTE查询得到区域销量的排名和产品销量的排名；
- 在主查询中，得到区域销量第一和产品销量的第一；
递进的 CTE
不同的CTE之间还可以引用，下面我们计算销售额最高的区域来演示一下：
with region_amount as (
select region, orders.quantity * products.price as amount from orders, products where orders.product_id = products.product_id
),
top_region as
(
select region, sum(amount) total_amount from region_amount group by region
)
select * from top_region order by total_amount desc;
- 第一个CTE查询得到按区域分类的各产品销售额，但是区域有重复行；第二个CTE进一步进行计算，按区域计算得到销售总额；
- 主查询得到全部区域的一个销售总额排序；
递归查询
有些时候，我们需要递归处理一些查询，此时就要用到WITH RECURSIVE这个关键字，它的SQL语句形式如下：
WITH RECURSIVE cte_name (column1, column2, ...)
AS(
-- 非递归项
SELECT select_list FROM table1 WHERE condition
UNION [ALL]
-- 递归语句
SELECT select_list FROM cte_name WHERE recursive_condition
)
SELECT * FROM cte_name;
递归的with语句形式与上面的非递归类型，只是递归的CTE语句中包含两部分：
- 非递归项，这是第一次递归的结果，也就是起始值；
- 递归项，开始n次递归调用，它调用CTE自身；直到查询返回值为空时，结束递归；并将n次查询结果通过union或union all合并形成最终结果集；
- 前两者通过 union 或 union all进行合并，其中union的结果集会去掉重复的行；
递归的过程中，会产生临时表，存放本次递归的结果，下次递归时就从这个表进行查询，当表为空时就停止递归。
简单递归查询
下面我们来看一个简单的例子；
计算1到100的和，这是经常循环改递归的一个算法，这里用CTE查询来实现如下：
WITH RECURSIVE t(n) AS (
VALUES (1)
UNION ALL
SELECT n+1 FROM t WHERE n < 100
)
SELECT sum(n) FROM t;
当然它最常用的是进行图的遍历递归或者树的遍历递归查询。
总结
本文主要分享了CTE语句的基础用法，包括单个CTE，多个CTE，CTE之间引用，以及CTE中的递归用法，熟悉CTE的用法之后，对于之前复杂的SQL就可以改造成多个CTE的形式，更加易于理解和维护，大家可以尝试一下。
结尾
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