SQL Server使用T-SQL進階之公用表表達式(CTE)

Posted on by

在編寫T-SQL代碼時，往往需要臨時存儲某些結果集。前面我們已經廣泛使用和介紹瞭兩種臨時存儲結果集的方法：臨時表和表變量。除此之外，還可以使用公用表表達式的方法。

公用表表達式(Common Table Expression)是SQL Server2005版本的引入的一個特性。CTE可以看組是一個臨時的結果集，可以再接下來來的一個SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,MERGE語句中多次引用。

一、3種方法比較

使用公用表達式CTE可以讓語句更加清晰簡練。與公用表達式作用類似的還有臨時表和表變量。下面給出三種方法的對比。

  • 臨時表#：需要在臨時數據庫TempDB中通過I/O操作來創建表結構，一旦用戶退出SQL Server環境則自動被刪除。
  • 表變量@：在內存中以表結構的形式存在，其定義與變量一致，其使用與表類似，不需要產生I/O。
  • 公用表表達式with as：定義在內存中保存的臨時存儲結果集對象，不產生I/O，不需要按照表變量這樣定義，使用方法和表類似。可以自己引用，也可以再查詢中被多次引用。

1、使用CTE好處

根據微軟對CTE好處的描述，可以歸結為四點:

  • 可以定義遞歸公用表表達式(CTE)
  • 當不需要將結果集作為視圖被多個地方引用時，CTE可以使其更加簡潔
  • GROUP BY 語句可以直接作用於子查詢所得的標量列
  • 可以在一個語句中多次引用公用表表達式(CTE)

二、WITH AS的含義

WITH AS-做子查詢部分(subquery factoring)。

它用於定義一個SQL片段，該片段會被是整個SQL語句所用到。如果WITH AS所以定的表名被調用兩次以上，則優化器會自動將WITH AS所獲取的數據放入臨時表裡，如果隻是被調用一次，則不會。

可以通過materialize將WITH AS短語裡的數據強制放入全局臨時表裡。

WITH AS可以被緊跟著的一條SQL語句所使用多次，但不能被緊跟著的多條SQL語句使用。

WITH B AS 
(
    SELECT * FROM xxx WHERE Id > 5
)
SELECT * FROM B

三、CTE的定義

CTE的定義語法如下，主要包括3個部分。

  • Expression_name:CTE表達式的名稱。
  • Column_name:列名列表。
  • CTE_query_definition:定義CTE結果集的Select查詢語句
WITH expression_name [(column_name [,...n] )]
AS
( 
　　cte_query_definition 
)

按照是否遞歸，可以將公用表（CTE）表達式分為遞歸公用表表達式和非遞歸公用表表達式.

1、非遞歸公用表表達式(CTE)：

非遞歸公用表表達式（CTE）是查詢結果僅僅一次性返回一個結果集用於外部查詢調用。並不在其定義的語句中調用其自身的CTE。

非遞歸公用表表達式（CTE）的使用方式和視圖以及子查詢一致。

比如一個簡單的非遞歸公用表表達式:

WITH CTE_Test
AS
(
    SELECT * FROM Person_1
)
SELECT * FROM CTE_Test

公用表表達式的好處之一是可以在接下來一條語句中多次引用:

with CTE_Test 
 as (select * from Person_1)
select * from CTE_Test as a --第一次引用
     inner join CTE_Test as b --第二次引用
         on a.Id=b.Id
order by a.Id desc;

雖然以上引用瞭多次，但是隻是一條語句，所以可以正常執行。

如果多條語句引用，如下面這樣，是會報錯的。

with CTE_Test as (select * from Person_1)
select * from CTE_Test;
select * from CTE_Test;

輸出結果如下：

由於CTE隻能在接下來一條語句中使用，因此，當需要接下來的一條語句中引用多個CTE時，可以定義多個，中間用逗號分隔。下面是一次定義多個CTE的例子：

with CTE_Test1  as (select * from Person_1), 
     CTE_Test2  as (select * from Person_2)
select * from CTE_Test1
union
select * from CTE_Test2;

結果如下：

2、遞歸公用表表達式(CTE)：

對於遞歸公用表達式來說，隻需要在語句中定義兩部分：

  • 基本語句
  • 遞歸語句

先建一張表欄目表如下，欄目Id，欄目名稱，欄目的父欄目。

現在使用CTE查詢其每個欄目是第幾層欄目的代碼如下：

declare @table1 table(id int, Name varchar(10), ParentId int);

insert into @table1(id, Name, ParentId)
values(1, '國內新聞', 0),
    (2, '廣東新聞', 1),
    (3, '廣州新聞', 2),
    (4, '天河新聞', 3),
    (5, '山東新聞', 1),
    (5, '青島新聞', 5);

select * from @table1;

with COL_CTE(Id, Name, ParentId, tLevel) as (
    --基本語句
    select id, Name, ParentId, 0 as tLevel from @table1 where ParentId=0
    union all
    --遞歸語句
    select c.id, c.Name, c.ParentId, ce.tLevel+1 as tLevel from @table1 as c
    inner join COL_CTE as ce --遞歸調用
    on c.ParentId=ce.Id)

select * from COL_CTE;

輸出結果如下：

0表示頂級欄目。1就是1級欄目。語法非常優雅。就一個SELECT * FRON COL_CTE。這正是CTE強大的地方，但是，這要有約束，否則如果無限制遞歸可以會消耗掉非常多的系統資源。下面來看看如何限制遞歸的最大次數。

如將上面的查詢語法改為：

WITH COL_CTE(Id,Name,ParentId,tLevel )
AS
(
    --基本語句
    SELECT Id,Name,ParentId,0 AS tLevel FROM @table1 WHERE ParentId = 0
    UNION ALL
    --遞歸語句
    SELECT c.Id,c.Name,c.ParentId,ce.tLevel+1 AS tLevel FROM @table1 as c 
    INNER JOIN COL_CTE AS ce 
    ON c.ParentId = ce.Id
)

SELECT * FROM COL_CTE
OPTION(MAXRECURSION 2)　　--指定最大遞歸次數為2

我們知道在上面的查詢中，要查到天河區新聞最少要遞歸3次，但是現在隻遞歸2次，運行是什麼結果呢？

提示信息如下：

消息 530，級別 16，狀態 1，第 1 行
　　語句被終止。完成執行語句前已用完最大遞歸 2。

CTE是一種十分優雅的存在。CTE所帶來最大的好處是代碼可讀性的提升,這是良好代碼的必須品質之一。使用遞歸CTE可以更加輕松愉快的用優雅簡潔的方式實現復雜的查詢。

到此這篇關於SQL Server中T-SQL公用表表達式(CTE)的文章就介紹到這瞭。希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。

推薦閱讀：