SQL 面試題：WHERE 和 HAVING、ON 有什么區(qū)別？

作者: 不剪發(fā)的Tony老師
畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)，十多年數(shù)據(jù)庫管理與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，目前在一家全球性的金融公司從事數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計(jì)。CSDN學(xué)院簽約講師以及GitChat專欄作者。csdn上的博客收藏于以下地址：https://tonydong.blog.csdn.net



文章目錄

            WHERE 與 HAVING
            WHERE 與 ON

SQL 提供了多種對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾的方式，包括WHERE、HAVING以及ON子句等。雖然它們都能夠?qū)崿F(xiàn)類似的功能，但是你知道它們之間的區(qū)別嗎？讓我們一起來探討一下。

除非特殊說明，以下內(nèi)容適用于各種數(shù)據(jù)庫，包括 MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL 以及 SQLite 等；其中的示例表和數(shù)據(jù)來源于 GitHub。
WHERE 與 HAVING

WHERE與HAVING的根本區(qū)別在于：

    WHERE子句在GROUP BY分組和聚合函數(shù)之前對(duì)數(shù)據(jù)行進(jìn)行過濾；
    HAVING子句對(duì)GROUP BY分組和聚合函數(shù)之后的數(shù)據(jù)行進(jìn)行過濾。

因此，WHERE子句中不能使用聚合函數(shù)。例如，以下語句將會(huì)返回錯(cuò)誤：

-- 查找人數(shù)大于 5 的部門
select dept_id, count(*)
from employee
where count(*) > 5
group by dept_id;

由于在執(zhí)行WHERE子句時(shí)，還沒有計(jì)算聚合函數(shù) count(*)，所以無法使用。正確的方法是使用HAVING對(duì)聚合之后的結(jié)果進(jìn)行過濾：

-- 查找人數(shù)大于 5 的部門
select dept_id, count(*)
from employee
group by dept_id
having count(*) > 5;
dept_id|count(*)|
-------|--------|
      4|       9|
      5|       8|
另一方面，HAVING子句中不能使用除了分組字段和聚合函數(shù)之外的其他字段。例如，以下語句將會(huì)返回錯(cuò)誤：

-- 統(tǒng)計(jì)每個(gè)部門月薪大于等于 30000 的員工人數(shù)
select dept_id, count(*)
from employee
group by dept_id
having salary >= 30000;

因?yàn)榻?jīng)過GROUP BY分組和聚合函數(shù)之后，不再存在 salary 字段，HAVING子句中只能使用分組字段或者聚合函數(shù)。

    ??SQLite 雖然允許HAVING子句中出現(xiàn)其他字段，但是得到的結(jié)果不正確。

從性能的角度來說，HAVING子句中如果使用了分組字段作為過濾條件，應(yīng)該替換成WHERE子句；因?yàn)閃HERE可以在執(zhí)行分組操作和計(jì)算聚合函數(shù)之前過濾掉不需要的數(shù)據(jù)，性能會(huì)更好。下面示例中的語句 1 應(yīng)該替換成語句 2：

-- 語句 1
select dept_id, count(*)
from employee
group by dept_id
having dept_id = 1;

-- 語句 2
select dept_id, count(*)
from employee
where dept_id = 1
group by dept_id;

當(dāng)然，WHERE和HAVING可以組合在一起使用。例如：

select dept_id, count(*)
from employee
where salary > 10000
group by dept_id
having count(*) > 1;
dept_id|count(*)|
-------|--------|
      1|       3|

該語句返回了月薪大于 10000 的員工人數(shù)大于 1 的部門；WHERE用于過濾月薪大于 10000 的員工；HAVING用于過濾員工數(shù)量大于 1 的部門。
WHERE 與 ON

當(dāng)查詢涉及多個(gè)表的關(guān)聯(lián)時(shí)，我們既可以使用WHERE子句也可以使用ON子句指定連接條件和過濾條件。這兩者之間的主要區(qū)別在于：

    對(duì)于內(nèi)連接（inner join）查詢，WHERE和ON中的過濾條件等效；
    對(duì)于外連接（outer join）查詢，ON中的過濾條件在連接操作之前執(zhí)行，WHERE中的過濾條件（邏輯上）在連接操作之后執(zhí)行。

對(duì)于內(nèi)連接查詢而言，以下三個(gè)語句的結(jié)果相同：

-- 語句 1
select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from employee e, department d
where e.dept_id = d.dept_id
and e.emp_id = 10;
dept_name|emp_name|sex|salary |
---------|--------|---|-------|
研發(fā)部   |廖化    |男  |6500.00|

-- 語句 2
select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from employee e
join department d on (e.dept_id = d.dept_id and e.emp_id = 10);
dept_name|emp_name|sex|salary |
---------|--------|---|-------|
研發(fā)部   |廖化    |男  |6500.00|

-- 語句 3
select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from employee e
join department d on (e.dept_id = d.dept_id)
where e.emp_id = 10;
dept_name|emp_name|sex|salary |
---------|--------|---|-------|
研發(fā)部   |廖化    |男  |6500.00|

語句 1 在WHERE中指定連接條件和過濾條件；語句 2 在ON中指定連接條件和過濾條件；語句 3 在ON中指定連接條件，在WHERE中指定其他過濾條件。上面語句不但結(jié)果相同，數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行計(jì)劃也相同。以 MySQL 為例，以上語句的執(zhí)行計(jì)劃如下：

id|select_type|table|partitions|type |possible_keys       |key    |key_len|ref  |rows|filtered|Extra|
--|-----------|-----|----------|-----|--------------------|-------|-------|-----|----|--------|-----|
 1|SIMPLE     |e    |          |const|PRIMARY,idx_emp_dept|PRIMARY|4      |const|   1|     100|     |
 1|SIMPLE     |d    |          |const|PRIMARY             |PRIMARY|4      |const|   1|     100|     |

    ??關(guān)于各種數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行計(jì)劃，可以參考這篇文章。

盡管如此，仍然建議將兩個(gè)表的連接條件放在ON子句中，將其他過濾條件放在WHERE子句中；這樣語義更加明確，更容易閱讀和理解。對(duì)于上面的示例而言，推薦使用語句 3 的寫法。

對(duì)于外連接而言，連接條件只能用ON子句表示，因?yàn)閃HERE子句無法表示外連接的語義。例如：

select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id)
where d.dept_name = '保衛(wèi)部';
dept_name|emp_name|sex|salary|
---------|--------|---|------|
保衛(wèi)部   |        |   |      |

由于“保衛(wèi)部”沒有員工，我們需要使用外連接返回部門的信息；WHERE條件用于過濾 dept_id = 6 的數(shù)據(jù)；此時(shí)，員工表中返回的都是 NULL。

    ??Oracle 支持在WHERE子句的右/左側(cè)使用 (+) 表示左/右外連接，但是無法表示全外連接。

對(duì)于以上語句，如果將WHERE子句中的過濾條件放到ON子句中，結(jié)果將會(huì)完全不同：

select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id and d.dept_name = '保衛(wèi)部');
dept_name|emp_name|sex|salary|
---------|--------|---|------|
行政管理部|        |   |      |
人力資源部|        |   |      |
財(cái)務(wù)部   |        |   |      |
研發(fā)部   |        |   |      |
銷售部   |        |   |      |
保衛(wèi)部   |        |   |      |

左外連接返回了所有的部門信息，而且員工信息都為 NULL；顯然，這不是我們期望的結(jié)果。我們可以通過執(zhí)行計(jì)劃分析一下為什么會(huì)這樣，仍然以 MySQL 為例：

explain analyze
select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id and d.dept_name = '保衛(wèi)部');

-> Nested loop left join  (cost=7.60 rows=30) (actual time=0.098..0.278 rows=6 loops=1)
    -> Table scan on d  (cost=0.85 rows=6) (actual time=0.052..0.057 rows=6 loops=1)
    -> Filter: (d.dept_name = '保衛(wèi)部')  (cost=0.71 rows=5) (actual time=0.035..0.035 rows=0 loops=6)
        -> Index lookup on e using idx_emp_dept (dept_id=d.dept_id)  (cost=0.71 rows=5) (actual time=0.020..0.032 rows=4 loops=6)

查詢計(jì)劃顯示使用 Nested loop left join 方式執(zhí)行連接操作；對(duì)于 department 使用全表掃描的方式返回 6 行記錄；對(duì)于 employee 表采用索引（idx_emp_dept）查找，同時(shí)使用“d.dept_name = ‘保衛(wèi)部’”作為過濾條件，循環(huán) 6 次返回了 0 行記錄；最終返回了上面的結(jié)果。

作為對(duì)比，我們可以看看將過濾條件放到WHERE子句時(shí)的執(zhí)行計(jì)劃：

explain analyze
select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id)
where d.dept_name = '保衛(wèi)部';

-> Nested loop left join  (cost=1.98 rows=5) (actual time=0.074..0.078 rows=1 loops=1)
    -> Filter: (d.dept_name = '保衛(wèi)部')  (cost=0.85 rows=1) (actual time=0.049..0.053 rows=1 loops=1)
        -> Table scan on d  (cost=0.85 rows=6) (actual time=0.039..0.047 rows=6 loops=1)
    -> Index lookup on e using idx_emp_dept (dept_id=d.dept_id)  (cost=1.12 rows=5) (actual time=0.021..0.021 rows=0 loops=1)

查詢計(jì)劃顯示使用 Nested loop left join 方式執(zhí)行連接操作；對(duì)于 department 通過掃描返回 1 行記錄（d.dept_name = ‘保衛(wèi)部’）；對(duì)于 employee 表采用索引（idx_emp_dept）查找，同時(shí)使用 dept_id=d.dept_id 作為過濾條件，循環(huán) 1 次返回了 0 行記錄。

我們?cè)倏匆粋€(gè)外連接的示例：

select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id and e.emp_name = '趙云');
dept_name |emp_name|sex|salary  |
----------|--------|---|--------|
行政管理部|        |   |        |
人力資源部|        |   |        |
財(cái)務(wù)部    |        |   |        |
研發(fā)部    |趙云    |男 |15000.00|
銷售部    |        |   |        |
保衛(wèi)部    |        |   |        |

select d.dept_name, e.emp_name, e.sex, e.salary
from department d
left join employee e on (e.dept_id = d.dept_id)
where e.emp_name = '趙云';
dept_name|emp_name|sex|salary  |
---------|--------|---|--------|
研發(fā)部   |趙云    |男 |15000.00|

第一個(gè)查詢語句返回了所有的部門信息，以及部門中名叫“趙云”的員工；第二個(gè)查詢實(shí)際上等價(jià)于內(nèi)連接查詢。

    ??一般來說，對(duì)于左外連接查詢，左表的過濾應(yīng)該使用WHERE子句，右表的過濾應(yīng)該使用ON子句；右外連接查詢正好相反；全外連接的過濾條件使用ON子句。

更多 SQL 入門知識(shí)可以參考這篇文章。