一、概述
with as 语句是SQL中的一种常用语法，它可以为一个查询结果或子查询结果创建一个临时表，并且可以在后续的查询中使用这个临时表，在查询结束后该临时表就被清除了。这种语法的使用可以使得复杂的查询变得简单，同时也可以提高查询效率。
WITH AS短语，也叫做子查询部分（subquery factoring），是用来定义一个SQL片断，该SQL片断会被整个SQL语句所用到。这个语句算是公用表表达式（CTE，Common Table Expression）。
with-as 意义：
1、对于多次反复出现的子查询，可以降低扫描表的次数和减少代码重写，优化性能和使编码更加简洁，也可以在UNION ALL的不同部分，作为提供数据的部分。
2、对于UNION ALL，使用WITH AS定义了一个UNION ALL语句，当该片断被调用2次以上，优化器会自动将该WITH AS短语所获取的数据放入一个Temp表中。而提示meterialize则是强制将WITH AS短语的数据放入一个全局临时表中。很多查询通过该方式都可以提高速度。
with as语句支持myql、oracle、db2、hive、sql server、MariaDB、PostgreSQL等数据库，以下列举几种数据库支持的版本
- mysql版本：8以及8以上的
- sql server：sql server 2005以后的版本
- oracle：Oracle 9i的第二版本数据库
二、基本语法
with查询语句不是以select开始的，而是以“WITH”关键字开头,可以理解为在进行查询之前预先构造了一个临时表，之后便可多次使用它做进一步的分析和处理。
CTE是使用WITH子句定义的，包括三个部分：CTE名称cte_name、定义CTE的查询语句inner_query_definition和引用CTE的外部查询语句outer_query_definition。CTE可以在select , insert , update , delete , merge语句的执行范围定义。
它的格式如下：
WITH cte_name1[(column_name_list)] AS (inner_query_definition_1) [,cte_name2[(column_name_list)] AS (inner_query_definition_2)] [,...] outer_query_definition
其中column_name_list指定inner_query_definition中的列列表名，如果不写该选项，则需要保证在inner_query_definition中的列都有名称且唯一，即对列名有两种命名方式：内部命名和外部命名。
注意，outer_quer_definition必须和CTE定义语句同时执行，因为CTE是临时虚拟表，只有立即引用它，它的定义才是有意义的。
示例：
-- 单个子查询
with tmp as(select username,userage from user)
select username from tmp
-- 多个子查询 多个CTE 之间加，分割
with tmp1 as (select * from father),
tmp2 as (select * from child)
select * from temp1,temp2 on tmp1.id = tmp2.parentId
注意：
1.必须要整体作为一条sql查询，即with as语句后不能加分号，不然会报错。
2.with子句必须在引用的select语句之前定义,同级with关键字只能使用一次,多个只能用逗号分割；最后一个with 子句与下面的查询之间不能有逗号，只通过右括号分割,with 子句的查询必须用括号括起来.
3. 如果定义了with子句，但其后没有跟使用CTE的SQL语句（如select、insert、update等），则会报错。
4.前面的with子句定义的查询在后面的with子句中可以使用。但是一个with子句内部不能嵌套with子句
5.如果定义了with子句，而在查询中不使用，那么会报ora-32035 错误：未引用在with子句中定义的查询名。（至少一个with查询的name未被引用，解决方法是移除未被引用的with查询），注意：只要后面有引用的就可以，不一定非要在主查询中引用，比如后面的with查询也引用了，也是可以的。
6.当一个查询块名字和一个表名或其他的对象相同时，解析器从内向外搜索，优先使用子查询块名字。
7.with查询的结果列有别名，引用的时候必须使用别名或*。
三、使用场景
3.1、定义CTE,并为每列重命名
mysql 8.0.34版本中测试以下sql
CREATE TABLE user(
id INT NOT NULL PRIMARY KEY,
sex CHAR(3),NAME CHAR(20)
);
INSERT INTO user VALUES
(1,'nan','陈一'),
(2,'nv','珠二'),
(3,'nv','张三'),
(4,'nan','李四'),
(5,'nv','王五'),
(6,'nan','赵六');
# 定义CTE，顺便为每列重新命名，且使用ORDER BY子句
WITH nv_user(myid,mysex,myname) AS (
SELECT * FROM user WHERE sex='nv' ORDER BY id DESC
)
# 使用CTE
SELECT * FROM nv_user;
+------+-------+-------------+
| myid | mysex | myname |
+------+-------+-------------+
| 5 | nv | 王五 |
| 3 | nv | 张三 |
| 2 | nv | 珠二 |
+------+-------+-------------+
3.2、多次引用/多次定义
1.多次引用：避免重复书写。
2.多次定义：避免派生表的嵌套问题。
3.可以使用递归CTE，实现递归查询。
# 多次引用，避免重复书写
WITH nv_t(myid,mysex,myname) AS (
SELECT * FROM user WHERE sex='nv'
)
SELECT t1.*,t2.*
FROM nv_t t1 JOIN nv_t t2
WHERE t1.myid = t2.myid+1;
# 多次定义，避免派生表嵌套
WITH
nv_t1 AS ( /* 第一个CTE */
SELECT * FROM user WHERE sex='nv'
),
nv_t2 AS ( /* 第二个CTE */
SELECT * FROM nv_t1 WHERE id>3
)
SELECT * FROM nv_t2;
如果上面的语句不使用CTE而使用派生表的方式，则它等价于：
SELECT * FROM (SELECT * FROM (SELECT * FROM user WHERE sex='nv') AS nv_t1) AS nv_t2;
可以看到这种写法不便于查看。
3.3、with与union all联合使用
前面的with子句定义的查询在后面的with子句中可以使用
with sql1 as (select s_name from test_tempa), sql2 as (select s_name from test_tempb where not exists (select s_name from sql1 where rownum=1)) select * from sql1 union all select * from sql2 union all select ‘no records' from dual where not exists (select s_name from sql1 where rownum=1) and not exists (select s_name from sql2 where rownum=1);
3.4、with返回多种结果的值
在实际使用中我们可能会遇到需要返回多种结果的值的场景
-- 分类表
CREATE TABLE category ( cid VARCHAR ( 32 ) PRIMARY KEY, cname VARCHAR ( 50 ) );
-- 商品表
CREATE TABLE products (
pid VARCHAR ( 32 ) PRIMARY KEY,
pname VARCHAR ( 50 ),
price INT,
category_id VARCHAR ( 32 ),
FOREIGN KEY ( category_id ) REFERENCES category ( cid )
);
-- 分类数据
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c001','家电');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c002','鞋服');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c003','化妆品');
INSERT INTO category(cid,cname) VALUES('c004','汽车');
-- 商品数据
INSERT INTO products(pid, pname,price,category_id) VALUES('p001','小米电视机',5000,'c001');
INSERT INTO products(pid, pname,price,category_id) VALUES('p002','格力空调',3000,'c001');
INSERT INTO products(pid, pname,price,category_id) VALUES('p003','美的冰箱',4500,'c001');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p004','篮球鞋',800,'c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p005','运动裤',200,'c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p006','T恤',300,'c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p007','冲锋衣',2000,'c002');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p008','神仙水',800,'c003');
INSERT INTO products (pid, pname,price,category_id) VALUES('p009','大宝',200,'c003');
如上图，如果我想查询“家电”中“格力空调”与“美的冰箱”的信息，不用with as写法如下：
select * from category c
left join products p on c.cid = p.category_id
where c.cname = '家电' and p.pname in ('格力空调','美的冰箱');
使用with as写法如下：
with c as (select * from category where cname = '家电'),
p as (select * from products where pname in ('格力空调','美的冰箱'))
select * from c,p where c.cid = p.category_id;
②、查询“家电”的平均价格与所有商品的最小最大值
with tem as (select avg(price) as houseElecAvg from products p left join category c on c.cid = p.category_id where c.cname = '家电'), tem1 as (select max(p1.price),min(p1.price) from products p1) select * from tem,tem1;
其实 WITH 表达式除了和 SELECT 一起用， 还可以有下面的组合：
insert with 、with update、with delete、with with、with recursive(可以模拟数字、日期等序列)、WITH 可以定义多张表
3.5、with与insert使用
insert into table2
with
s1 as (select rownum c1 from dual connect by rownum <= 10),
s2 as (select rownum c2 from dual connect by rownum <= 10)
select a.c1, b.c2 from s1 a, s2 b where...;
四、递归查询
在标准的数据库中，如hive，Oracle，DB2，SQL SERVER，PostgreSQL都是支持 WITH AS 语句进行递归查询。mysql8.0及以上支持递归。
公用表表达式(CTE)具有一个重要的优点，那就是能够引用其自身，从而创建递归CTE。递归CTE是一个重复执行初始CTE以返回数据子集直到获取完整结果集的公用表表达式。
当某个查询引用递归CTE时，它即被称为递归查询。递归查询通常用于返回分层数据，例如：显示某个组织图中的雇员或物料清单方案(其中父级产品有一个或多个组件，而那些组件可能还有子组件，或者是其他父级产品的组件)中的数据。
4.1、语法
递归cte中包含一个或多个定位点成员，一个或多个递归成员，最后一个定位点成员必须使用"union [all]"(mariadb中的递归CTE只支持union [all]集合算法)联合第一个递归成员。
更多CTE递归 的其他语法注意事项，请参阅 递归公用表表达式
with recursive cte_name as (
select_statement_1 /* 该cte_body称为定位点成员 */
union [all]
cte_usage_statement /* 此处引用cte自身，称为递归成员 */
)
outer_definition_statement /* 对递归CTE的查询，称为递归查询 */
其中：
- select_statement_1：称为"定位点成员"，这是递归cte中最先执行的部分，也是递归成员开始递归时的数据来源。
- cte_usage_statement：称为"递归成员"，该语句中必须引用cte自身。它是递归cte中真正开始递归的地方，它首先从定位点成员处获取递归数据来源，然后和其他数据集结合开始递归，每递归一次都将递归结果传递给下一个递归动作，不断重复地查询后，当最终查不出数据时才结束递归。
- outer_definition_statement：是对递归cte的查询，这个查询称为"递归查询"。
4.2、使用场景
4.2.1、用with递归构造1-10的数据
# n迭代次数 with RECURSIVE c(n) as (select 1 union all select n + 1 from c where n < 10) select n from c; +------+ | n | +------+ | 1 | | 2 | | 3 | | 4 | | 5 | | 6 | | 7 | | 8 | | 9 | | 10 | +------+ 10 rows in set (0.00 sec)
4.2.2、with与insert递归造数据
用 WITH 表达式来造数据，非常简单，比如下面例子：给表 y1 添加10条记录，日期字段要随机。
-- 创建测试表
create table y1 (id serial primary key, r1 int,log_date date);
-- 插入数据
INSERT y1 (r1,log_date)
WITH recursive tmp (a, b) AS
(SELECT
1,
'2021-04-20'
UNION
ALL
SELECT
ROUND(RAND() * 10),
b - INTERVAL ROUND(RAND() * 1000) DAY
FROM
tmp
LIMIT 10)
select * from tmp;
结果：
4.2.3、with与update更新数据
WITH recursive tmp (a, b, c) AS
(SELECT
1,
1,
'2021-04-20'
UNION ALL
SELECT
a + 2,
100,
DATE_SUB(
CURRENT_DATE(),
INTERVAL ROUND(RAND() * 1000, 0) DAY
)
FROM
tmp
WHERE a < 10)
UPDATE
tmp AS a,
y1 AS b
SET
b.r1 = a.b
WHERE a.a = b.id;
4.2.4、with与delete删除id为奇数的行
比如删除 ID 为奇数的行，可以用 WITH DELETE 形式的删除语句：
WITH recursive tmp (a) AS
(SELECT
1
UNION
ALL
SELECT
a + 2
FROM
tmp
WHERE a < 10)
DELETE FROM y1 WHERE id IN (select * from tmp);
与 DELETE 一起使用，要注意一点：WITH 表达式本身数据为只读，所以多表 DELETE 中不能包含 WITH 表达式。比如把上面的语句改成多表删除形式会直接报 WITH 表达式不可更新的错误。
WITH recursive tmp (a) AS
(SELECT
1
UNION
ALL
SELECT
a + 2
FROM
tmp
WHERE a < 100)
delete a,b from y1 a join tmp b where a.id = b.a;
error: [HY000][1288] The target table b of the DELETE is not updatable
4.2.5、with 生成日期序列
用 WITH 表达式生成日期序列，类似于 POSTGRESQL 的 generate_series 表函数，比如，从 ‘2020-01-01’ 开始，生成一个月的日期序列：
WITH recursive seq_date (log_date) AS
(SELECT
'2023-07-09'
UNION
ALL
SELECT
log_date + INTERVAL 1 DAY
FROM
seq_date
WHERE log_date + INTERVAL 1 DAY < '2023-07-20')
SELECT
log_date
FROM
seq_date;
+-----------+
| log_date|
+-----------+
| 2023-07-09|
| 2023-07-10|
| 2023-07-11|
| 2023-07-12|
| 2023-07-13|
| 2023-07-14|
| 2023-07-15|
| 2023-07-16|
| 2023-07-17|
| 2023-07-18|
| 2023-07-19|
+------+
WITH语句的优点:
(1). SQL可读性增强。比如对于特定with子查询取个有意义的名字等。
(2)、with子查询只执行一次，将结果存储在用户临时表空间中，可以引用多次，增强性能。
举例:在进行导入EXCEL的过程中，有时候，需要将数据存储在临时表中，当下一次在进行导入的时候，进行清除临时表的数据，但是这时候，有时候发生并发问题的话，两个用户可能会分别操作对方的数据，所以，可能造成混乱，但是可以使用WITH函数和UNION语句拼接一个SQL语句，存储在SESSION中，当需要导出错误信息的时候，可以使用该语句构造数据。
参考文档
- https://docs.oracle.com/cd/E17952_01/mysql-8.0-en/with.html#common-table-expressions
- https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/with.html#common-table-expressions-recursive
- https://www.jb51.net/database/313680ibm.htm
- https://www.jb51.net/article/236061.htm
