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社区首页 >专栏 >MySQL高级查询技巧:分组、聚合、子查询与分页【MySQL系列】

MySQL高级查询技巧:分组、聚合、子查询与分页【MySQL系列】

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大熊计算机
发布2025-07-14 20:07:37
发布2025-07-14 20:07:37
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本文将深入探讨 MySQL 高级查询技巧,重点讲解 GROUP BYHAVING、各种聚合函数、子查询以及分页查询(LIMIT 语法)的使用。文章内容涵盖实际应用中最常见的报表需求和分页实现技巧,适合有一定 SQL 基础的开发者进一步提升技能。

一、前置知识回顾

在进入高级部分之前,我们先简要回顾一些 SQL 查询的基本组成部分,便于后续内容的理解:

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SELECT [字段列表]
FROM [表名]
WHERE [条件]
GROUP BY [分组字段]
HAVING [聚合条件]
ORDER BY [排序字段]
LIMIT [偏移量, 行数]

二、GROUP BY 分组查询

2.1 基本语法

GROUP BY 用于将查询结果按某个或某些字段进行分组。配合聚合函数(如 COUNT()SUM()AVG() 等)使用,可以实现对每个分组的统计。

示例:统计每个部门的员工数量

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SELECT department_id, COUNT(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP BY department_id;
2.2 多字段分组

示例:统计每个部门中每个职位的员工数量

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SELECT department_id, job_id, COUNT(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP BY department_id, job_id;

多字段分组适用于需要“交叉”维度分析的场景,比如不同区域+不同产品的销售统计。


三、聚合函数详解

聚合函数用于对一组数据进行计算,常用于 GROUP BY 分组后。

函数

说明

COUNT()

统计数量

SUM()

求和

AVG()

平均值

MAX()

最大值

MIN()

最小值

GROUP_CONCAT()

将组内字段连接为字符串

3.1 COUNT()
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SELECT department_id, COUNT(*) AS total_employees
FROM employees
GROUP BY department_id;
3.2 SUM()
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SELECT department_id, SUM(salary) AS total_salary
FROM employees
GROUP BY department_id;
3.3 GROUP_CONCAT()
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SELECT department_id, GROUP_CONCAT(first_name) AS employee_names
FROM employees
GROUP BY department_id;

GROUP_CONCAT() 在报表中经常用于“拼接多个名称为一列”,如列出参与某个项目的所有人名。


四、HAVING:对分组后的结果进行过滤

4.1 区别 WHERE 与 HAVING
  • WHERE 是对 原始数据 进行筛选
  • HAVING 是对 分组后的结果 进行筛选
4.2 示例:只显示员工数大于5的部门
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SELECT department_id, COUNT(*) AS employee_count
FROM employees
GROUP BY department_id
HAVING COUNT(*) > 5;
4.3 使用别名

虽然在 SELECT 中定义了别名 employee_count,但在 HAVING 中引用聚合函数更安全。

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HAVING COUNT(*) > 5 -- 推荐
-- HAVING employee_count > 5 -- 有些版本不支持

五、子查询的多种用法

子查询是指嵌套在主查询内部的 SELECT 查询。可以出现在 SELECT、FROM、WHERE 等多个位置。

5.1 SELECT 中的子查询

示例:查询每位员工的平均工资差值

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SELECT employee_id, salary,
       salary - (SELECT AVG(salary) FROM employees) AS diff_from_avg
FROM employees;
5.2 WHERE 中的子查询

示例:查询工资高于公司平均值的员工

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SELECT *
FROM employees
WHERE salary > (SELECT AVG(salary) FROM employees);
5.3 FROM 中的子查询(内联视图)

用于将子查询临时当作一个“表”来使用。

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SELECT department_id, avg_salary
FROM (
    SELECT department_id, AVG(salary) AS avg_salary
    FROM employees
    GROUP BY department_id
) AS dept_avg
WHERE avg_salary > 10000;
5.4 IN/NOT IN 子查询

示例:查找至少有一位员工的部门

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SELECT department_id, department_name
FROM departments
WHERE department_id IN (
    SELECT DISTINCT department_id FROM employees
);

六、分页查询(LIMIT)详解

在构建分页接口或展示数据列表时,LIMIT 是非常关键的 SQL 工具。

6.1 LIMIT 基本用法
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SELECT * FROM employees
LIMIT 10; -- 取前10条
6.2 LIMIT + OFFSET 用法
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SELECT * FROM employees
LIMIT 10 OFFSET 20; -- 从第21条开始,取10条

等价写法:

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SELECT * FROM employees
LIMIT 20, 10;
6.3 用于分页接口的实现
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-- page = 3, pageSize = 10
SELECT * FROM employees
ORDER BY hire_date DESC
LIMIT 20, 10;

分页核心逻辑:LIMIT (page - 1) * pageSize, pageSize


七、常见报表需求实践

以下为结合 GROUP BY、聚合函数、子查询与分页的常见报表查询场景。

7.1 部门月度工资支出报表
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SELECT department_id, 
       DATE_FORMAT(hire_date, '%Y-%m') AS month,
       SUM(salary) AS total_salary
FROM employees
GROUP BY department_id, month
ORDER BY department_id, month;
7.2 Top N 查询(工资最高的前3名员工)
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SELECT employee_id, first_name, salary
FROM employees
ORDER BY salary DESC
LIMIT 3;
7.3 每个部门工资最高的员工(相关子查询)
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SELECT *
FROM employees e
WHERE salary = (
    SELECT MAX(salary)
    FROM employees
    WHERE department_id = e.department_id
);

八、分页优化技巧

分页性能在大数据量下成为瓶颈,以下是常见优化方法。

8.1 使用覆盖索引加速分页
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-- 仅查询主键或索引字段
SELECT employee_id
FROM employees
ORDER BY hire_date DESC
LIMIT 100000, 10;
8.2 延迟关联分页
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-- 第一步:查主键
SELECT employee_id
FROM employees
ORDER BY hire_date DESC
LIMIT 100000, 10;

-- 第二步:再查详情
SELECT * 
FROM employees
WHERE employee_id IN (…);
8.3 使用 ID 游标分页(适合不断增长的主键)
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-- 假设上次最后一条ID是 120
SELECT * FROM employees
WHERE employee_id > 120
ORDER BY employee_id
LIMIT 10;

九、总结

技巧

应用场景

GROUP BY

数据分组统计、分类汇总

聚合函数

报表、指标计算(如总数、平均值等)

HAVING

分组结果过滤

子查询

复杂条件过滤、嵌套数据分析

LIMIT

分页列表、Top N 取值

分页优化

大数据分页响应慢时的优化方案

实战建议:
  1. 分组前过滤用 WHERE,分组后过滤用 HAVING
  2. 复杂统计尽量使用子查询或视图,保持主查询简洁
  3. 分页查询在大数据场景下需优化 LIMIT 的性能
  4. GROUP_CONCAT 适合小量数据展示,不宜用于大表

本项目适用于后台管理系统、电商用户中心、SaaS 用户模块等场景,特别适合开发者进行实战演练与面试准备。


一、项目背景与需求概述

我们将构建一个基础版的用户管理系统,具备以下业务功能:

  • 用户注册与登录
  • 用户角色与权限分配
  • 日志记录与用户状态追踪
  • 多条件用户查询与分页

涉及的核心业务对象包括:用户、角色、权限、日志等。


二、数据库建模与表结构设计

2.1 实体关系图(ER图)简要说明
  • 一位用户可以拥有多个角色(多对多)
  • 一个角色可以拥有多个权限(多对多)
  • 用户与登录日志是一对多关系
2.2 用户表(users
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CREATE TABLE users (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
  password VARCHAR(100) NOT NULL,
  email VARCHAR(100),
  status TINYINT DEFAULT 1 COMMENT '0:禁用, 1:启用',
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
2.3 角色表(roles
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CREATE TABLE roles (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
  description VARCHAR(255)
);
2.4 权限表(permissions
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CREATE TABLE permissions (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
  code VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE COMMENT '用于权限标识,如 user:view'
);
2.5 用户-角色关联表(user_role
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CREATE TABLE user_role (
  user_id INT,
  role_id INT,
  PRIMARY KEY (user_id, role_id),
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id),
  FOREIGN KEY (role_id) REFERENCES roles(id)
);
2.6 角色-权限关联表(role_permission
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CREATE TABLE role_permission (
  role_id INT,
  permission_id INT,
  PRIMARY KEY (role_id, permission_id),
  FOREIGN KEY (role_id) REFERENCES roles(id),
  FOREIGN KEY (permission_id) REFERENCES permissions(id)
);
2.7 登录日志表(login_logs
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CREATE TABLE login_logs (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  user_id INT,
  ip_address VARCHAR(45),
  login_time DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id)
);

三、数据初始化脚本

3.1 插入初始角色与权限
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INSERT INTO roles(name, description) VALUES ('admin', '系统管理员'), ('user', '普通用户');

INSERT INTO permissions(name, code) VALUES
('查看用户', 'user:view'),
('新增用户', 'user:create'),
('删除用户', 'user:delete');

-- 分配权限给角色
INSERT INTO role_permission(role_id, permission_id) VALUES
(1, 1), (1, 2), (1, 3), -- admin 拥有全部权限
(2, 1);                 -- user 仅能查看用户
3.2 插入测试用户
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INSERT INTO users(username, password, email) VALUES
('alice', 'hashed_pwd1', 'alice@example.com'),
('bob', 'hashed_pwd2', 'bob@example.com');

-- 分配角色
INSERT INTO user_role(user_id, role_id) VALUES
(1, 1), -- alice 为管理员
(2, 2); -- bob 为普通用户

四、典型查询场景实现

4.1 查询所有启用用户及其角色
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SELECT u.id, u.username, r.name AS role
FROM users u
JOIN user_role ur ON u.id = ur.user_id
JOIN roles r ON ur.role_id = r.id
WHERE u.status = 1;
4.2 查询某用户拥有的所有权限
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SELECT p.name, p.code
FROM users u
JOIN user_role ur ON u.id = ur.user_id
JOIN role_permission rp ON ur.role_id = rp.role_id
JOIN permissions p ON rp.permission_id = p.id
WHERE u.username = 'alice';
4.3 查询最近7天登录日志
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SELECT u.username, l.ip_address, l.login_time
FROM login_logs l
JOIN users u ON l.user_id = u.id
WHERE l.login_time >= NOW() - INTERVAL 7 DAY
ORDER BY l.login_time DESC;
4.4 用户分页查询(带关键字搜索)
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SELECT *
FROM users
WHERE username LIKE '%bob%'
ORDER BY created_at DESC
LIMIT 0, 10;

五、事务控制与一致性保障

在角色授权或用户注册等业务流程中,可以使用事务来确保数据完整性。

5.1 注册用户 + 分配默认角色(事务)
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START TRANSACTION;

INSERT INTO users(username, password, email) VALUES('charlie', 'hashed_pwd3', 'charlie@example.com');
SET @uid = LAST_INSERT_ID();
INSERT INTO user_role(user_id, role_id) VALUES(@uid, 2); -- 默认赋普通角色

COMMIT;
5.2 授权失败时回滚
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START TRANSACTION;

-- 假设某权限不存在导致失败
INSERT INTO role_permission(role_id, permission_id) VALUES(1, 999);

-- 失败时回滚
ROLLBACK;

六、索引优化与执行分析

6.1 建议加索引字段
  • users.username:用于登录验证、搜索
  • login_logs.user_id:日志查询
  • user_role.user_id / role_permission.role_id:JOIN 优化
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CREATE INDEX idx_username ON users(username);
CREATE INDEX idx_user_log ON login_logs(user_id);
6.2 执行计划分析
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EXPLAIN SELECT u.username, r.name FROM users u JOIN user_role ur ON u.id = ur.user_id JOIN roles r ON ur.role_id = r.id;

可查看索引是否使用、JOIN 类型、Rows 扫描数量等

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原始发表:2025-05-31,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • 一、前置知识回顾
  • 二、GROUP BY 分组查询
    • 2.1 基本语法
    • 2.2 多字段分组
  • 三、聚合函数详解
    • 3.1 COUNT()
    • 3.2 SUM()
    • 3.3 GROUP_CONCAT()
  • 四、HAVING:对分组后的结果进行过滤
    • 4.1 区别 WHERE 与 HAVING
    • 4.2 示例:只显示员工数大于5的部门
    • 4.3 使用别名
  • 五、子查询的多种用法
    • 5.1 SELECT 中的子查询
    • 5.2 WHERE 中的子查询
    • 5.3 FROM 中的子查询(内联视图)
    • 5.4 IN/NOT IN 子查询
  • 六、分页查询(LIMIT)详解
    • 6.1 LIMIT 基本用法
    • 6.2 LIMIT + OFFSET 用法
    • 6.3 用于分页接口的实现
  • 七、常见报表需求实践
    • 7.1 部门月度工资支出报表
    • 7.2 Top N 查询(工资最高的前3名员工)
    • 7.3 每个部门工资最高的员工(相关子查询)
  • 八、分页优化技巧
    • 8.1 使用覆盖索引加速分页
    • 8.2 延迟关联分页
    • 8.3 使用 ID 游标分页(适合不断增长的主键)
  • 九、总结
    • 实战建议:
  • 一、项目背景与需求概述
  • 二、数据库建模与表结构设计
    • 2.1 实体关系图(ER图)简要说明
    • 2.2 用户表(users)
    • 2.3 角色表(roles)
    • 2.4 权限表(permissions)
    • 2.5 用户-角色关联表(user_role)
    • 2.6 角色-权限关联表(role_permission)
    • 2.7 登录日志表(login_logs)
  • 三、数据初始化脚本
    • 3.1 插入初始角色与权限
    • 3.2 插入测试用户
  • 四、典型查询场景实现
    • 4.1 查询所有启用用户及其角色
    • 4.2 查询某用户拥有的所有权限
    • 4.3 查询最近7天登录日志
    • 4.4 用户分页查询(带关键字搜索)
  • 五、事务控制与一致性保障
    • 5.1 注册用户 + 分配默认角色(事务)
    • 5.2 授权失败时回滚
  • 六、索引优化与执行分析
    • 6.1 建议加索引字段
    • 6.2 执行计划分析
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