探讨 T-SQL 的 EXISTS、EXCEPT、INTERSECT 算符

---http://www.cnblogs.com/WizardWu/archive/2011/10/01/2197147.html

转载收藏

The EXISTS Operator

EXISTS 可称之为运算符，有些书称它为关键词。 EXISTS 和 IN 关键词很类似，但仍有些不同，EXISTS 使用时不会返回数据，而是返回简单的 TRUE / FALSE。如下示例
[1]，即使子查询返回 NULL，用 EXISTS 也会得到 TRUE：

USE AdventureWorks2008 ;

GO

SELECT DepartmentID, Name

FROM HumanResources.Department

WHERE EXISTS (SELECT NULL)

EXISTS 和 IN 在很多情况下可查到相同的结果 [1]，两个关键词的用途有些类似，因此网络上常有些 EXISTS 和 IN 谁效率较好的讨论串
[2]，此处不再赘述。 以下我们改探讨 EXISTS 和 JOIN 的比较，下方是书上的两个示例
[7]，两者的执行结果相同，第一个示例是 EXISTS 搭配「嵌套查询 (nested query)」，第二个示例语法看起来较简洁，是传统大家习惯用的 join 写法：

SELECT e.BusinessEntityID, FirstName, LastName

FROM HumanResources.Employee e

JOIN Person.Person pp

ON e.BusinessEntityID = pp.BusinessEntityID

WHERE EXISTS

(SELECT BusinessEntityID

FROM HumanResources.JobCandidate jc

WHERE e.BusinessEntityID = jc.BusinessEntityID);

上方示例、下方示例，执行结果皆为：

EmployeeID　　FirstName　　LastName

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

　　212　　　　　Peng　　　　 Wu

　　274　　　　　Stephen　　 Jiang

(2 row(s) affected)

SELECT e.BusinessEntityID, FirstName, LastName

FROM HumanResources.Employee e

JOIN Person.Person pp

ON e.BusinessEntityID = pp.BusinessEntityID

JOIN HumanResources.JobCandidate jc

ON e.BusinessEntityID = jc.BusinessEntityID;

两个示例虽然结果相同，但 EXISTS 的性能会较好 (书上说的) [7]。 当我们使用 EXISTS 关键词时，SQL Server 不会用 full row-by-row join，而是在记录当中搜寻，当它找到第一个符合条件的记录时，就会立即停止后续搜寻的动作，并标示为 TRUE，表示不需要再往下找了；反观 inner join 则不会有此种标示的动作。

此外，NOT EXISTS 也有此种标示的功能。当 NOT EXISTS 找到符合条件的数据时，同样也会标示，但标示为 FALSE，表示不需要再往下找了。

除了此一性能差别外，EXISTS 和 join-based 在查询时，各方面并无二致。

Using EXISTS in Other Ways

有时您会看到有些人执行 CREATE 前，会加一些古怪的语句，如下：

IF EXISTS (SELECT * FROM sysobjects WHERE id =

object_id(N'[Sales].[SalesOrderHeader]') AND OBJECTPROPERTY(id,N'IsUserTable') = 1)

DROP TABLE [Sales].[SalesOrderHeader]

GO

CREATE TABLE [Sales].[SalesOrderHeader] (

...

...

他们使用 sys.objects、sys.databases，或 INFORMATION_SCHEMA 检视 (view)，目的都一样，想在执行 CREATE 前先看看某个对象是否已存在。 但同样是用 EXISTS 做事先的判断，我有更好的写法，请参考以下创建数据库的示例：

USE master

GO

IF NOT EXISTS (SELECT 'True' FROM sys.databases WHERE name = 'DBCreateTest')

BEGIN

CREATE DATABASE DBCreateTest

END

ELSE

BEGIN

PRINT '此数据库已经存在。跳过了 CREATE DATABASE 语句'

END

GO

第一次执行此语句时，若没有 DBCreateTest 数据库，则创建它；第二次执行时，由于该数据库已存在，因此会印出自定义的提示信息。 因此，仅用一点小技巧，可避免掉不必要的 DROP 动作被执行，这会让您公司的产品在被安装时更有效率。

EXISTS 是很方便的关键词，有时可让查询语句执行得更有效率，有时则可简化 SQL 语句。

The INTERSECT and EXCEPT Operators

接下来介绍的 INTERSECT 和 EXCEPT 关键词，在 SQL Server 和其他厂牌数据库多半都支持。 INTERSECT 和 EXCEPT 在处理两个 result set 时，和 UNION 关键词很类似。 在 MSDN、TechNet 上虽然有对这两个关键词作解释
[3], [6]，但半机器的翻译有些不易理解，建议参考下列取自书上的图文示例
[7]，可让人一目了然：

UNION： 将多个「结果集 (result set)」的「行 (row)」合并，作为单个结果集返回，并移除重复的行。若有重复的行，只留下一个。
UNION ALL： 将多个「结果集 (result set)」所有的行合并，不论是否有重复的行。
EXCEPT： 提取只在 EXCEPT 左侧存在，但右侧不存在的行，参考下图 1。用更口语化的说法：「只给我 A 里才有，但 B 里没有的行」。
INTERSECT： 只提取两个结果集里，都存在的行。 INTERSECT 很类似 inner join，但 INTERSECT 并不会对特定的「列 (column)」去做处理。

由于上述关键词，不会对特定的「列」去做处理，因此在使用上必须符合某些原则 [3]，例如：所有查询中的列数和列的顺序必须相同、数据类型必须兼容。



图 1　UNION 中若有重复的行，会被移除，只留下一个

在看本文最后的完整比较示例前，我们先了解 EXCEPT 和 INTERSECT 的基本语法。

EXCEPT

EXCEPT 用法如下，简单易懂：

<table or tabular result>

EXCEPT

<table or tabular result with same number of columns and type as top query>

同样的查询需求，我们改用 NOT EXISTS 的写法，也能得到和 EXCEPT 写法相同的结果，用法如下
[1], [7]。 本文最后会有完整的示例。

<base query>

WHERE NOT EXISTS

(SELECT 1

FROM <table or result with same number of columns and type as top query>

WHERE <base query first column> = <comparison table first column> [, ...])

INTERSECT

至于 INTERSECT 的语法也一样简单易懂，用法和 EXCEPT、UNION 也都类似，如下：

<table or tabular result>

INTERSECT

<table or tabular result with same number of columns and type as top query>

同样的查询需求，我们改用 EXISTS 的写法，也能得到和 INTERSECT 写法相同的结果，用法如下
[1], [7]。 本文最后会有完整的示例。

<base query>

WHERE EXISTS

(SELECT 1

FROM <table or result with same number of columns and type as top query>

WHERE <base query first column> = <comparison table first column> [, ...])

此外，INTERSECT 和 EXCEPT 可同时混搭使用，但 INTERSECT 运算符会优先于 EXCEPT [6]：

SELECT * FROM TableA

EXCEPT

SELECT * FROM TableB

INTERSECT

SELECT * FROM TableC

Comparing EXCEPT and INTERSECT with Their EXISTS and NOT EXISTS Equivalents

以下的示例，我们将演示本帖前述的所有内容，先看 EXCEPT、INTERSECT 的示例，再看与他们俩对等的 NOT EXISTS、EXISTS 写法示例 (不同写法，但会返回相同的结果集)。


完整示例

1 -- Create our test tables and populate them with a few relevant rows

2 CREATE TABLE UnionTest1

3 (

4 idcol int IDENTITY,

5 col2 char(3),

6 );

7

8 CREATE TABLE UnionTest2

9 (

10 idcol int IDENTITY,

11 col4 char(3),

12 );

13

14 INSERT INTO UnionTest1 VALUES ('AAA'),('BBB'),('CCC');

15 INSERT INTO UnionTest2 VALUES ('CCC'),('DDD'),('EEE');

16

17

18 PRINT '测试 1, Source and content of both tables:';

19

20 SELECT 1 AS SourceTable, col2 AS Value FROM UnionTest1

21 UNION ALL

22 SELECT 2, col4 FROM UnionTest2;

23

24

25 PRINT '测试 2, Results with classic UNION';

26

27 SELECT col2 FROM UnionTest1

28 UNION

29 SELECT col4 FROM UnionTest2;

30

31

32 PRINT '测试 3-1, Results with EXCEPT';

33

34 SELECT col2 FROM UnionTest1

35 EXCEPT

36 SELECT col4 FROM UnionTest2;

37

38

39 PRINT '测试 3-2, Equivilent of EXCEPT but using NOT EXISTS';

40

41 SELECT col2 FROM UnionTest1 ut1

42 WHERE NOT EXISTS

43 (SELECT col4 FROM UnionTest2 WHERE col4 = ut1.col2);

44

45

46 PRINT '测试 4-1, Results with INTERSECT';

47

48 SELECT col2 FROM UnionTest1

49 INTERSECT

50 SELECT col4 FROM UnionTest2;

51

52

53 PRINT '测试 4-2, Equivilent of INTERSECT but using EXISTS';

54

55 SELECT col2 FROM UnionTest1 ut1

56 WHERE EXISTS

57 (SELECT col4 FROM UnionTest2 WHERE col4 = ut1.col2);

58

59

60 PRINT '测试 5, INTERSECT 运算符优先于 EXCEPT';

61 SELECT col2 FROM UnionTest1

62 EXCEPT

63 SELECT col2 FROM UnionTest1

64 INTERSECT

65 SELECT col4 FROM UnionTest2;

66

67

68 -- Clean up after ourselves

69 DROP TABLE UnionTest1;

70 DROP TABLE UnionTest2;

执行结果：

测试 1 结果

测试 2 结果

测试 3-1、3-2 结果

测试 4-1、4-2 结果

测试 5 结果

如您所见，测试 3-1、3-2 的结果相同，测试 4-1、4-2 的结果也相同，但 SQL Server 的「评估的执行计划」很不同，且 EXCEPT / INTERSECT 的「查询开销」会比 NOT EXISTS / EXISTS 大很多，如同上例中，测试 3-1 比 3-2 的性能差，测试 4-1 比 4-2 性能差。而且经我测试 (书籍作者 [7])，大多数的情形，用 EXISTS 的写法，性能都比 EXCEPT / INTERSECT 要好。

虽然如此，但我们不该完全舍弃 EXCEPT / INTERSECT 的使用，因为他们的语法简洁、容易阅读。因此在您的 SQL 语句中，除非两种写法的性能差距很大，不然我仍建议使用 EXCEPT / INTERSECT 写法，以便项目后续的维护。若论 EXISTS 和 EXCEPT / INTERSECT 哪一种写法较好，则属见仁见智的问题，端视您的数据量、执行环境、实测两种写法的效率差距，来决定要用哪一种写法。