一道面试题引发的数据库行列转换实践

Posted 2020-10-03

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

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zhangsan  | Java　  | 70

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zhangsan  | C++　   | 80

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lisi 　   | Java　  | 90

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lisi 　   | C++ 　  | 60

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wangwu　  | Java　  | 85

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wangwu　  | C++　　 | 95

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期望结果

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name

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wangwu

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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  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：