数据基础练习

-- 创建部门表
CREATE TABLE Departments (
    department_id INT PRIMARY KEY,
    department_name VARCHAR(50) NOT NULL
);

-- 创建员工表
CREATE TABLE Employees (
    employee_id INT PRIMARY KEY,
    employee_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    salary DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
    manager_id INT,
    department_id INT,
    FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES Departments(department_id),
    FOREIGN KEY (manager_id) REFERENCES Employees(employee_id)
);

-- 创建项目表
CREATE TABLE Projects (
    project_id INT PRIMARY KEY,
    project_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    budget DECIMAL(10, 2) NOT NULL
);

-- 创建员工项目关联表（多对多关系）
CREATE TABLE EmployeeProjects (
    employee_id INT,
    project_id INT,
    start_date DATE,
    PRIMARY KEY (employee_id, project_id),
    FOREIGN KEY (employee_id) REFERENCES Employees(employee_id),
    FOREIGN KEY (project_id) REFERENCES Projects(project_id)
);    

-- 插入部门数据
INSERT INTO Departments (department_id, department_name) VALUES
(1, '研发部'),
(2, '市场部'),
(3, '财务部');

-- 插入员工数据（包含自关联的经理关系）
INSERT INTO Employees (employee_id, employee_name, salary, manager_id, department_id) VALUES
(1, '张三', 10000, NULL, 1),  -- 张三是研发部经理
(2, '李四', 8000, 1, 1),      -- 李四向张三汇报
(3, '王五', 9000, 1, 1),      -- 王五向张三汇报
(4, '赵六', 7500, NULL, 2),   -- 赵六是市场部经理
(5, '钱七', 6000, 4, 2),      -- 钱七向赵六汇报
(6, '孙八', 8500, NULL, 3);   -- 孙八是财务部经理

-- 插入项目数据
INSERT INTO Projects (project_id, project_name, budget) VALUES
(101, '网站重构', 50000),
(102, '移动应用开发', 80000),
(103, '数据分析系统', 60000);

-- 插入员工项目关联数据
INSERT INTO EmployeeProjects (employee_id, project_id, start_date) VALUES
(1, 101, '2023-01-15'),
(2, 101, '2023-01-15'),
(2, 102, '2023-03-20'),
(3, 102, '2023-03-20'),
(4, 103, '2023-02-10'),
(5, 103, '2023-02-10');    

练习题 1：内连接查询

问题：查询每个员工的姓名、所在部门名称及其项目名称。
答案：

sql

SELECT 
    e.employee_name,
    d.department_name,
    p.project_name
FROM 
    Employees e
INNER JOIN Departments d ON e.department_id = d.department_id
INNER JOIN EmployeeProjects ep ON e.employee_id = ep.employee_id
INNER JOIN Projects p ON ep.project_id = p.project_id;

解析：

• 通过三次 INNER JOIN 连接四张表：
  1. Employees → Departments（通过 department_id）
  2. Employees → EmployeeProjects（通过 employee_id）
  3. EmployeeProjects → Projects（通过 project_id）
• 结果：返回所有参与项目的员工及其部门和项目信息。

练习题 2：左外连接查询

问题：查询所有员工的姓名、部门名称及工资，包括未分配部门的员工。
答案：

sql

SELECT 
    e.employee_name,
    d.department_name,
    e.salary
FROM 
    Employees e
LEFT JOIN Departments d ON e.department_id = d.department_id;

解析：

• LEFT JOIN 确保所有员工记录被返回，即使其 department_id 为 NULL。
• 结果：若员工无部门，department_name 显示为 NULL。

练习题 3：自连接查询

问题：查询每个员工的姓名及其经理的姓名（若存在）。
答案：

sql

SELECT 
    e.employee_name AS "员工姓名",
    m.employee_name AS "经理姓名"
FROM 
    Employees e
LEFT JOIN Employees m ON e.manager_id = m.employee_id;

解析：

• 自连接技巧：将 Employees 表分别以 e（员工）和 m（经理）的别名引用，通过 manager_id 关联。
• 结果：经理姓名为 NULL 的员工表示其无上级（如部门总监）。

练习题 4：子查询（条件过滤）

问题：查询工资高于研发部平均工资的员工姓名和工资。
答案：

sql

SELECT 
    employee_name,
    salary
FROM 
    Employees
WHERE 
    salary > (
        SELECT AVG(salary) 
        FROM Employees 
        WHERE department_id = (
            SELECT department_id 
            FROM Departments 
            WHERE department_name = '研发部'
        )
    );

解析：

• 嵌套子查询：
  1. 最内层子查询获取 “研发部” 的 department_id。
  2. 中层子查询计算该部门的平均工资。
  3. 外层查询筛选出工资高于该平均值的员工。

练习题 5：多表连接与聚合

问题：统计每个部门的员工数量和总预算（部门所有员工参与项目的预算总和）。
答案：

sql

SELECT 
    d.department_name,
    COUNT(e.employee_id) AS employee_count,
    SUM(p.budget) AS total_budget
FROM 
    Departments d
LEFT JOIN Employees e ON d.department_id = e.department_id
LEFT JOIN EmployeeProjects ep ON e.employee_id = ep.employee_id
LEFT JOIN Projects p ON ep.project_id = p.project_id
GROUP BY 
    d.department_id, 
    d.department_name;

解析：

• 多次左连接：确保空部门和未参与项目的员工也被统计。
• 聚合逻辑：
  • COUNT(e.employee_id)：统计部门员工数（包括未参与项目的员工）。
  • SUM(p.budget)：累加员工参与项目的预算（未参与项目的员工贡献 NULL，SUM 会忽略 NULL）。

练习题 6：子查询（表关联）

问题：查询每个项目的名称及其负责人姓名（假设负责人是工资最高的员工）。
答案：

sql

SELECT 
    p.project_name,
    e.employee_name AS project_leader
FROM 
    Projects p
JOIN (
    SELECT 
        ep.project_id,
        MAX(e.salary) AS max_salary
    FROM 
        EmployeeProjects ep
    JOIN Employees e ON ep.employee_id = e.employee_id
    GROUP BY 
        ep.project_id
) AS max_salaries 
ON p.project_id = max_salaries.project_id
JOIN Employees e 
ON max_salaries.max_salary = e.salary 
AND p.project_id IN (
    SELECT project_id 
    FROM EmployeeProjects 
    WHERE employee_id = e.employee_id
);

解析：

• 子查询作为临时表：
  1. 先通过 max_salaries 子查询找出每个项目的最高工资。
  2. 再关联 Employees 表，匹配工资最高的员工，并确保该员工确实参与了项目。

练习题 7：EXISTS 谓词

问题：查询至少参与一个项目的员工姓名。
答案：

sql

SELECT 
    employee_name
FROM 
    Employees e
WHERE 
    EXISTS (
        SELECT 1 
        FROM EmployeeProjects ep 
        WHERE ep.employee_id = e.employee_id
    );

解析：

• EXISTS 检查子查询是否返回任何行，若存在则外层查询返回该员工记录。
• 性能优化：EXISTS 比 IN 更高效，尤其在处理大量数据时。

练习题 8：全连接查询

问题：查询所有员工和项目的组合，包括未分配项目的员工和无员工参与的项目。
答案：

sql

SELECT 
    e.employee_name,
    p.project_name
FROM 
    Employees e
LEFT JOIN EmployeeProjects ep ON e.employee_id = ep.employee_id
LEFT JOIN Projects p ON ep.project_id = p.project_id
UNION
SELECT 
    e.employee_name,
    p.project_name
FROM 
    Projects p
LEFT JOIN EmployeeProjects ep ON p.project_id = ep.project_id
LEFT JOIN Employees e ON ep.employee_id = e.employee_id;

解析：

• 全连接实现：
  1. 左半部分查询返回所有员工及其参与的项目（包括无项目的员工）。
  2. 右半部分查询返回所有项目及其参与员工（包括无员工的项目）。
  3. UNION 合并结果并去重。

练习题 9：多条件连接

问题：查询 2023 年 1 月 1 日后开始的项目及其参与员工姓名。
答案：

sql

SELECT 
    p.project_name,
    e.employee_name
FROM 
    Projects p
JOIN EmployeeProjects ep 
    ON p.project_id = ep.project_id 
    AND ep.start_date > '2023-01-01'
JOIN Employees e ON ep.employee_id = e.employee_id;

解析：

• 连接条件优化：将日期过滤条件 ep.start_date > '2023-01-01' 放在 ON 子句中，减少中间结果集。

练习题 10：ANY/ALL 谓词

问题：查询工资高于市场部任何员工的员工姓名和工资。
答案：

sql

SELECT 
    employee_name,
    salary
FROM 
    Employees
WHERE 
    salary > ANY (
        SELECT salary 
        FROM Employees 
        WHERE department_id = (
            SELECT department_id 
            FROM Departments 
            WHERE department_name = '市场部'
        )
    );

解析：

• > ANY 表示大于子查询结果中的任意一个值，即只需大于市场部最低工资。
• 若改为 > ALL，则需大于市场部所有员工的工资。

总结

1. 连接类型选择：

   • INNER JOIN：获取匹配记录。
   • LEFT JOIN：保留左表所有记录。
   • UNION：合并结果集（去重）。

2. 子查询技巧：

   • 作为条件：WHERE column IN (subquery)。
   • 作为临时表：FROM (subquery) AS alias。
   • 存在性检查：WHERE EXISTS (subquery)。

3. 性能建议：

   • 优先使用 JOIN 而非子查询（如 EXISTS 替代 IN）。
   • 在 ON 子句中放置过滤条件，减少数据扫描量。