SQL Server 中的 CROSS/OUTER APPLY 含义与用法：动态关联与表值函数

概要：本文通过案例介绍 CROSS / OUTER APPLY 操作符的用法、与子查询的区别，以及如何通过 APPLY 操作符高效处理分页、字符串拆分和 JSON 解析等场景。

关键词：SQL Server, CROSS APPLY, OUTER APPLY, 表值函数, 动态关联, 子查询, 分页查询, 字符串拆分, JSON 解析, SQL 优化。

一、CROSS/OUTER APPLY 是什么？

CROSS/OUTER APPLY 是 SQL Server 特有的操作符，用于将左侧表的每一行与右侧的表值函数或子查询的结果进行关联。其核心思想是实现逐行动态关联，右侧的子查询或函数可以引用左侧表的列，从而实现更加灵活和强大的数据处理能力。它和Lateral Join的原理和用法基本上是一样的。

1.1 核心概念

• CROSS APPLY：类似于 INNER JOIN，它将左侧表的每一行与右侧表值函数或子查询的结果进行关联。如果右侧没有匹配的结果，左侧的行将被过滤掉。
• OUTER APPLY：类似于 LEFT OUTER JOIN，它将左侧表的每一行与右侧表值函数或子查询的结果进行关联。即使右侧没有匹配的结果，左侧的行仍然会被保留，右侧的列将填充为 NULL。

1.2 核心特点

• 动态关联：CROSS/OUTER APPLY 的最大特点是右侧的子查询或函数可以直接引用左侧表的列，实现逐行处理。这种动态关联的能力使得 APPLY 操作符在处理复杂数据时具有独特的优势，能够轻松应对各种动态数据处理需求。

二、典型场景与案例

场景 1：表值函数结合使用

表值函数（Table-Valued Function, TVF）是返回表结果的函数，结合 APPLY 操作符，可以实现逐行动态处理，这是普通子查询难以实现的功能。

需求：将用户表中的 Tags 字段（如 "A,B,C"）拆分为多行。

解决方案：

SELECT U.UserID, T.Value AS Tag 
FROM 
Users U CROSS APPLY 
dbo.SplitString(U.Tags, ',') T;

效果：每个用户的 Tags 被拆分为多行，例如：

场景 2：与子查询进行关联

需求：为每个用户返回最新的 3 笔订单，若无订单则跳过用户（CROSS APPLY）或保留用户（OUTER APPLY）。

解决方案：

-- CROSS APPLY（过滤无订单的用户）
SELECT U.UserID, O.OrderID, O.OrderDate
FROM Users UCROSS APPLY (    
  SELECT TOP 3 *    
  FROM Orders    
  WHERE Orders.UserID = U.UserID    
  ORDER BY OrderDate DESC) O;

效果：每个用户最新的 3 笔订单被返回，若无订单则用户被过滤掉。

普通子查询实现 - SQL复杂且低效

若用普通子查询实现类似逻辑，需在 `SELECT` 子句中嵌套聚合或窗口函数，为所有用户一次性筛选所有订单，再过滤前3条。

SELECT
	U.UserID,
	O.OrderID,
	O.OrderDate
FROM
	Users U
JOIN (
	SELECT
		UserID,
		OrderID,
		OrderDate,
		ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY UserID
	ORDER BY
		OrderDate DESC) AS RowNum
	FROM
		Orders
) O ON
	U.UserID = O.UserID
	AND O.RowNum <= 3;

三、APPLY 与普通子查询的区别

四、总结

1. APPLY的核心优势：允许子查询或表值函数动态引用外层表的列，实现逐行处理，适用于动态数据处理场景。
2. 子查询的局限性：普通子查询无法直接引用外层列，除非数据库支持 LATERAL，如 MySQL 8.0+ 或 PostgreSQL。
3. 优先选择 APPLY 的场景：
   • 动态关联：适合逐行处理复杂逻辑，或结合表值函数逐行处理数据（如分页、字符串拆分、JSON/XML 解析）。
   • 简化复杂关联逻辑：避免多层嵌套，提升可读性。
   • 优化器支持：SQL Server 对 APPLY 有专门优化，尤其在结合表值函数时。

通过本文的解析和实战案例，相信你对 SQL Server 中的 CROSS/OUTER APPLY 有了更深入的理解。在实际工作中，合理运用 APPLY 操作符，可以大大简化查询逻辑，提高数据处理效率。