SQL Server使用T-SQL进阶之公用表表达式(CTE)

在编写T-SQL代码时，往往需要临时存储某些结果集。前面我们已经广泛使用和介绍了两种临时存储结果集的方法：临时表和表变量。除此之外，还可以使用公用表表达式的方法。

公用表表达式(Common Table Expression)是SQL Server2005版本的引入的一个特性。CTE可以看组是一个临时的结果集，可以再接下来来的一个SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,MERGE语句中多次引用。

一、3种方法比较

使用公用表达式CTE可以让语句更加清晰简练。与公用表达式作用类似的还有临时表和表变量。下面给出三种方法的对比。

• 临时表#：需要在临时数据库TempDB中通过I/O操作来创建表结构，一旦用户退出SQL Server环境则自动被删除。
• 表变量@：在内存中以表结构的形式存在，其定义与变量一致，其使用与表类似，不需要产生I/O。
• 公用表表达式with as：定义在内存中保存的临时存储结果集对象，不产生I/O，不需要按照表变量这样定义，使用方法和表类似。可以自己引用，也可以再查询中被多次引用。

1、使用CTE好处

根据微软对CTE好处的描述，可以归结为四点:

• 可以定义递归公用表表达式(CTE)
• 当不需要将结果集作为视图被多个地方引用时，CTE可以使其更加简洁
• GROUP BY 语句可以直接作用于子查询所得的标量列
• 可以在一个语句中多次引用公用表表达式(CTE)

二、WITH AS的含义

WITH AS-做子查询部分(subquery factoring)。

它用于定义一个SQL片段，该片段会被是整个SQL语句所用到。如果WITH AS所以定的表名被调用两次以上，则优化器会自动将WITH AS所获取的数据放入临时表里，如果只是被调用一次，则不会。

可以通过materialize将WITH AS短语里的数据强制放入全局临时表里。

WITH AS可以被紧跟着的一条SQL语句所使用多次，但不能被紧跟着的多条SQL语句使用。

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

三、CTE的定义

CTE的定义语法如下，主要包括3个部分。

• Expression_name:CTE表达式的名称。
• Column_name:列名列表。
• CTE_query_definition:定义CTE结果集的Select查询语句

WITH expression_name [(column_name [,...n] )]
AS
( 
　　cte_query_definition 
)

按照是否递归，可以将公用表（CTE）表达式分为递归公用表表达式和非递归公用表表达式.

1、非递归公用表表达式(CTE)：

非递归公用表表达式（CTE）是查询结果仅仅一次性返回一个结果集用于外部查询调用。并不在其定义的语句中调用其自身的CTE。

非递归公用表表达式（CTE）的使用方式和视图以及子查询一致。

比如一个简单的非递归公用表表达式:

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

公用表表达式的好处之一是可以在接下来一条语句中多次引用:

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;

虽然以上引用了多次，但是只是一条语句，所以可以正常执行。

如果多条语句引用，如下面这样，是会报错的。

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

输出结果如下：

由于CTE只能在接下来一条语句中使用，因此，当需要接下来的一条语句中引用多个CTE时，可以定义多个，中间用逗号分隔。下面是一次定义多个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;

结果如下：

2、递归公用表表达式(CTE)：

对于递归公用表达式来说，只需要在语句中定义两部分：

• 基本语句
• 递归语句

先建一张表栏目表如下，栏目Id，栏目名称，栏目的父栏目。

现在使用CTE查询其每个栏目是第几层栏目的代码如下：

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

insert into @table1(id, Name, ParentId)
values(1, '国内新闻', 0),
    (2, '广东新闻', 1),
    (3, '广州新闻', 2),
    (4, '天河新闻', 3),
    (5, '山东新闻', 1),
    (5, '青岛新闻', 5);

select * from @table1;

with COL_CTE(Id, Name, ParentId, tLevel) as (
    --基本语句
    select id, Name, ParentId, 0 as tLevel from @table1 where ParentId=0
    union all
    --递归语句
    select c.id, c.Name, c.ParentId, ce.tLevel+1 as tLevel from @table1 as c
    inner join COL_CTE as ce --递归调用
    on c.ParentId=ce.Id)

select * from COL_CTE;

输出结果如下：

0表示顶级栏目。1就是1级栏目。语法非常优雅。就一个SELECT * FRON COL_CTE。这正是CTE强大的地方，但是，这要有约束，否则如果无限制递归可以会消耗掉非常多的系统资源。下面来看看如何限制递归的最大次数。

如将上面的查询语法改为：

WITH COL_CTE(Id,Name,ParentId,tLevel )
AS
(
    --基本语句
    SELECT Id,Name,ParentId,0 AS tLevel FROM @table1 WHERE ParentId = 0
    UNION ALL
    --递归语句
    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)　　--指定最大递归次数为2

我们知道在上面的查询中，要查到天河区新闻最少要递归3次，但是现在只递归2次，运行是什么结果呢？

提示信息如下：

消息 530，级别 16，状态 1，第 1 行
　　语句被终止。完成执行语句前已用完最大递归 2。

CTE是一种十分优雅的存在。CTE所带来最大的好处是代码可读性的提升,这是良好代码的必须品质之一。使用递归CTE可以更加轻松愉快的用优雅简洁的方式实现复杂的查询。