一道面试题引发的数据库SQL语句实践（含行列转换）

问题场景
最近有个朋友去面试，问了我一道面试题。题目如下，在形如下面的数据库表score中，找出每门成绩（grade）都大于等于80分的学生姓名。
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name 　　   | course  | grade
----------------------------------------
zhangsan  | Java　  | 70
----------------------------------------
zhangsan  | C++　   | 80
----------------------------------------
lisi 　   | Java　  | 90
----------------------------------------
lisi 　   | C++ 　  | 60
----------------------------------------
wangwu　  | Java　  | 85
----------------------------------------
wangwu　  | C++　　 | 95
----------------------------------------
 
期望结果
----------------------------------------
name
----------------------------------------
wangwu
----------------------------------------
 
本文以MySQL数据库为例，以三种方案一步一步实现面试题要求。
 
方案一
1、寻求行列转换，也称矩阵转置，将多列数据转为一行，这一步最关键，实现SQL语句如下：
下面的sql是以score为主表来构建多列，构造的从表为每门课程的数据表，通过主表的 name 字段来关联从表的 name 字段。

select s.`name` as name,
(select grade from score where name = s.`name` and course = 'Java')as 'Java',
(select grade from score where name = s.`name` and course = 'C++')as 'C++'
from score s
运行结果截图：
 
2、对于1的执行结果，需要过滤掉重复的行，只要通过 distinct 关键字就可以了，实现SQL语句如下：

select distinct s.`name` as name,#此处加distinct来过滤相同的行
(select grade from score where name = s.`name` and course = 'Java')as 'Java',
(select grade from score where name = s.`name` and course = 'C++')as 'C++'
from score s
运行结果截图：
3、最后通过构造一个子查询，即是把上面2的查询结果作为一个表来查询，进行 where 行级过滤就可以了，实现SQL语句如下：

select *
from
(
    select distinct s.`name` as name,#此处加distinct来过滤相同的行
    (select grade from score where name = s.`name` and course = 'Java')as G1,
    (select grade from score where name = s.`name` and course = 'C++')as G2
    from score s
) score
where G1>=80 and G2>=80
运行结果截图：
问题：这里有一个问题指出下，如果写成如下的sql语句，把Java和C++作为列名的话（还有C#），查询结果为NULL，这个问题后续会详解，请见运行结果截图：

select *
from
(
    select distinct s.`name` as name,#此处加distinct来过滤相同的行
    (select grade from score where name = s.`name` and course = 'Java')as 'Java',
    (select grade from score where name = s.`name` and course = 'C++')as 'C++'
    from score s
) score
where 'Java'>=80 and 'C++'>=80
运行结果截图：
方案二
1、通过group和聚合函数sum的结合使用，通过group by name分组，利用sum假模假样计算出每门课程的成绩，sum的时候利用case判断课程类别，就得到了以行显示的每个学生的每门课程成绩，这一步最关键，实现SQL语句如下：

select name,
sum(case when course='Java' then grade end) as 'Java',
sum(case when course='C++' then grade end) as 'C++'
from score group by name
运行结果截图：
2、再通过构造一个子查询，即是把上面1的查询结果作为一个表来查询，进行 where 行级过滤就可以了，实现SQL语句如下：

select *
from
(
select  name,
sum(case when course='Java' then grade end) as G1,
sum(case when course='C++' then grade end) as G2
from score group by name
) score
where G1>=80 and G2>=80
运行结果截图：
方案三
1、先找出有任意课程<80分的学生，实现SQL语句如下：

select distinct name
from score
where grade<80
运行结果截图：
2、distinct出所有学生列表（不重复），实现SQL语句如下：

select distinct name
from score
运行结果截图：
3、通过构造子查询从查询2的结果排除出去查询1的结果，这一步骤有的数据库是有集合函数，比如SQL Server的Except，这儿我们用not exists进行行级过滤，实现SQL语句如下：

select *
from
(
    select distinct name
    from score
) score1
where not exists
(
    select *
    from
    (
        select distinct name
        from score
        where grade<80
    ) score2
    where score1.name=score2.name
)
运行结果截图：
总结
个人推荐第二种方案，第三种方案也不错，随着课程数的增多，第一种方案的执行效率理论上会很差，光第一步就要执行M*N（M-score表记录数，N-课程数）次关联。
思考
现实中数据更倾向于下面的情形。对于此问题场景，规则的数据是很好处理的（即每位学生都仅有Java、C++两门课程的成绩），但是考虑现实生活场景，每位学生由于专业或者兴趣差异，选修的课程可能不一样，所以有些课程是没有成绩的（学生没有某些课程成绩，但是在行列转换的时候会生成此门课程成绩为NULL的行记录的列，这部分课程是不适用大于等于80分这个条件，是不参与这个条件过滤的）。sql要做下处理，不过实现思路同上述三种方案。
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name 　　  | course  | grade
----------------------------------------
zhangsan  | Java　  | 70
----------------------------------------
zhangsan  | C++　   | 80
----------------------------------------
lisi 　   | Python　| 90
----------------------------------------
lisi 　   | C#  　  | 60
----------------------------------------
wangwu　  | iOS 　  | 85
----------------------------------------
wangwu　  | Android | 95
----------------------------------------
数据库脚本
/*
Navicat MySQL Data Transfer
Source Server         : localhost
Source Server Version : 50538
Source Host           : 127.0.0.1
Source Database       : test
Target Server Type    : MYSQL
Target Server Version : 50538
File Encoding         : 65001
Date: 2017-08-22 16:40:30
*/
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;
-- ----------------------------
-- Table structure for `score`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `score`;
CREATE TABLE `score` (
  `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
  `course` varchar(20) DEFAULT NULL,
  `grade` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
-- ----------------------------
-- Records of score
-- ----------------------------
INSERT INTO `score` VALUES ('zhangsan', 'Java', '70');
INSERT INTO `score` VALUES ('zhangsan', 'C++', '80');
INSERT INTO `score` VALUES ('lisi', 'Java', '90');
INSERT INTO `score` VALUES ('lisi', 'C++', '60');
INSERT INTO `score` VALUES ('wangwu', 'Java', '85');
INSERT INTO `score` VALUES ('wangwu', 'C++', '95');
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posted @ 2017-08-22 16:30 josslin 阅读(791) 评论(0) 编辑收藏举报
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