PostgreSQL15——集合运算

数据库中的表（table）本质上就是由行（row）组成的集合。因此，PostgreSQL 同样支持集合论中的集合操作，包括并集（UNION）、交集（INTERSECT）和差集（EXCEPT）：

• UNION 操作符用于将两个查询结果合并成一个结果集，返回出现在第一个查询或者出现在第二个查询中的数据；
• INTERSECT 操作符用于返回两个查询结果中的共同部分，即同时出现在第一个查询结果和第二个查询结果中的数据；
• EXCEPT 操作符用于返回出现在第一个查询结果中，但不在第二个查询结果中的数据。

集合操作符要求参与运算的两个查询结果具有相同数量的列，以及对应列的类型必须匹配或兼容。

一、UNION

UNION 操作符用于将两个查询结果合并成一个结果集，返回出现在第一个查询或者出现第二个查询中的数据：

SELECT column1, column2
FROM table1
UNION [DISTINCT | ALL]
SELECT col1, col2
FROM table2;

其中，DISTINCT 表示将合并后的结果集进行去重；ALL 表示保留结果集中的重复记录；如果省略，默认为 DISTINCT。例如：

SELECT * FROM (values(1),(2)) t1(n)
union
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

SELECT * FROM (values(1),(2)) t1(n)
union all
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

第一个查询结果中只有一个数字 1，第二个查询结果中保留了重复的数字 1。

二、INTERSECT

INTERSECT 操作符用于返回两个查询结果中的共同部分，即同时出现在第一个查询结果和第二个查询结果中的数据：

SELECT column1, column2
FROM table1
INTERSECT [DISTINCT | ALL]
SELECT col1, col2
FROM table2;

其中，DISTINCT 表示将合并后的结果集进行去重；ALL 表示保留结果集中的重复记录；如果省略，默认为 DISTINCT。例如：

SELECT * FROM (values(1),(2)) t1(n)
intersect
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

SELECT * FROM (values(1),(1),(2)) t1(n)
intersect all
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

SELECT * FROM (values(1),(1),(2)) t1(n)
intersect all
SELECT * FROM (values(1),(1),(3)) t2(n);

第一个查询结果中只有一个数字 1；第二个查询虽然使用了 ALL 选项，结果也只有一个 1；第三个查询结果中有两个 1。

三、EXCEPT

EXCEPT 操作符用于返回出现在第一个查询结果中，但不在第二个查询结果中的数据：

SELECT column1, column2
FROM table1
EXCEPT [DISTINCT | ALL]
SELECT col1, col2
FROM table2;

其中，DISTINCT 表示将合并后的结果集进行去重；ALL 表示保留结果集中的重复记录；如果省略，默认为 DISTINCT。例如：

SELECT * FROM (values(1),(1),(2)) t1(n)
EXCEPT
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

SELECT * FROM (values(1),(1),(2)) t1(n)
EXCEPT ALL
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n);

第一个查询结果中没有数字 1；第二个查询结果中保留了一个数字 1。

四、分组与排序

对于分组操作，集合操作符中的每个查询都可以包含一个 GROUP BY，不过它们只针对各自进行分组；如果想要对最终结果进行分组，需要在外层嵌套一个 SELECT 语句：

SELECT n, count(*) FROM (
SELECT * FROM (values(1),(2)) t1(n)
UNION ALL
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n)) t
GROUP BY n;

如果要对集合运算的数据进行排序，需要将 ORDER BY 子句写在最后；集合操作符中的第一个查询中不能出现排序操作：

SELECT * FROM (values(1),(2)) t1(n)
UNION ALL
SELECT * FROM (values(1),(3)) t2(n)
ORDER BY n;

五、集合操作优先级

PostgreSQL 支持同时使用多个集合操作符，此时我们需要注意它们的优先级：

SELECT column1, column2
FROM table1
UNION [DISTINCT | ALL]
SELECT col1, col2
FROM table2
INTERSECT [DISTINCT | ALL]
SELECT c1, c2
FROM table3;

多个集合操作符使用以下执行顺序：

• 相同的集合操作符按照从左至右的顺序执行；
• INTERSECT 的优先级高于 UNION 和EXCEPT；
• 使用括号可以修改集合操作的执行顺序。

以下示例使用了两个 UNION 操作符，其中一个增加了 ALL 选项：

SELECT * FROM (values(1)) t1(n)
UNION ALL
SELECT * FROM (values(1)) t2(n)
UNION
SELECT * FROM (values(1)) t3(n);

查询最终的结果只有一个数字 1，因为最后的 UNION 去除了重复的数据。

以下示例使用了两个不同的集合操作符：

SELECT * FROM (values(1)) t1(n)
UNION ALL
SELECT * FROM (values(1)) t2(n)
INTERSECT
SELECT * FROM (values(1)) t3(n);

查询最终的结果包含了两个数字 1，因为 INTERSECT 先执行，最后的 UNION ALL 保留了重复的数据。

最后看一个使用括号的示例：

(
SELECT * FROM (values(1)) t1(n)
UNION ALL
SELECT * FROM (values(1)) t2(n)
)
INTERSECT
SELECT * FROM (values(1)) t3(n);