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更新时间：2024-10-10 GMT+08:00
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GaussDB(DWS) WITH表达式

WITH表达式用于定义在大型查询中使用的辅助语句，这些辅助语句通常被称为公共表达式或CTE（即common table expr），可以理解为一个带名称的子查询，之后该子查询可以以其名称在查询中被多次引用。

WITH表达式中的辅助语句可以是SELECT、INSERT、UPDATE或DELETE，并且WITH子句本身也可以被附加到一个主语句中，主语句可以是SELECT、INSERT或DELETE。

WITH中的SELECT

在WITH子句中使用SELECT的相关信息。

语法格式

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[WITH [RECURSIVE] with_query [,…] ] SELECT …

其中，with_query的语法为：

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with_query_name [ ( column_name [, ...] ) ]
    AS [ [ NOT ] MATERIALIZED ] ( {select | values | insert | update | delete} )
  • 显示指定MATERIALIZED时，将子查询执行一次，并将其结果集进行物化；指定NOT MATERIALIZED时，则将其子查询替换到主查询中的引用处。
  • 每个CTE的AS语句指定的SQL语句，必须是可以返回查询结果的语句，可以是普通的SELECT查询语句，也可以是INSERT、UPDATE、DELETE、VALUES等其它数据修改语句，使用数据修改语句时需要通过RETURNING子句返回元组。例如： 
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    WITH s AS (INSERT INTO t VALUES(1) RETURNING a) SELECT * FROM s;
  • 单个WITH表达式表示一个SQL语句块中的CTE定义，可以同时定义多个CTE，每个CTE可以指定列名，也可以默认使用查询输出列的别名。例如： 
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    WITH s1(a, b) AS (SELECT x, y FROM t1), s2 AS (SELECT x, y FROM t2) SELECT * FROM s1 JOIN s2 ON s1.a=s2.x;

    该语句中定义了两个CTE，s1和s2，其中s1指定了列名为a，b，s2未指定列名，则列名为输出列名x，y。

  • 每个CTE可以在主查询中引用0次、1次或多次。
  • 同一个语句块中不能出现同名的CTE，但不同语句块中可以出现同名的CTE，此时，语句中引用的CTE则是距离引用位置最近的语句块中的CTE。
  • 由于SQL语句中可能包含多个SQL语句块，每个语句块都可以包含一个WITH表达式，每个WITH表达式中的CTE可以在当前语句块、当前语句块的后续CTE中，以及子层语句块中引用，但不能在父层语句块中引用。由于每个CTE的定义也是个语句块，因此也支持在该语句块中定义WITH表达式。

WITH中SELECT的基本价值是将复杂的查询分解称为简单的部分。示例如下：

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    WITH regional_sales AS (
         SELECT region, SUM(amount) AS total_sales
         FROM orders
         GROUP BY region
     ), top_regions AS (
         SELECT region
         FROM regional_sales
         WHERE total_sales > (SELECT SUM(total_sales)/10 FROM regional_sales)
     )
     SELECT region,
            product,
            SUM(quantity) AS product_units,
            SUM(amount) AS product_sales
     FROM orders
     WHERE region IN (SELECT region FROM top_regions)
     GROUP BY region, product;

WITH子句定义了两个辅助语句regional_sales和top_regions，其中regional_sales的输出用在top_regions中而top_regions的输出用在主SELECT查询。这个例子可以不用WITH来书写，但是就必须要用两层嵌套的子SELECT，使得查询更长更难以维护。

WITH递归查询

通过声明RECURSIVE关键字，一个WITH查询可以引用它自己的输出。

递归WITH查询的通常形式如下：

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non_recursive_term UNION [ALL] recursive_term

其中：UNION在合并集合时会执行去重操作，而UNION ALLL则直接将结果集合并、不执行去重；只有递归项能够包含对于查询自身输出的引用。

使用递归WITH时，必须确保查询的递归项最终不会返回元组，否则查询将无限循环。

使用表tree来存储下图中的所有节点信息：

表定义语句如下：

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CREATE TABLE tree(id INT, parentid INT);

表中数据如下：

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INSERT INTO tree VALUES(1,0),(2,1),(3,1),(4,2),(5,2),(6,3),(7,3),(8,4),(9,4),(10,6),(11,6),(12,10);

SELECT * FROM tree;
 id | parentid
----+----------
  1 |        0
  2 |        1
  3 |        1
  4 |        2
  5 |        2
  6 |        3
  7 |        3
  8 |        4
  9 |        4
 10 |        6
 11 |        6
 12 |       10
(12 rows)

通过以下WITH RECURSIVE语句，我们可以返回从顶层1号节点开始，整个树的节点，以及层次信息：

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WITH RECURSIVE nodeset AS
(
-- recursive initializing query
SELECT id, parentid, 1 AS level FROM tree
WHERE id = 1
UNION ALL
-- recursive join query
SELECT tree.id, tree.parentid, level + 1 FROM tree, nodeset 
WHERE tree.parentid = nodeset.id 
)
SELECT * FROM nodeset ORDER BY id;

上述查询中，我们可以看出，一个典型的WITH RECURSIVE表达式包含至少一个递归查询的CTE，该CTE中的定义为一个UNION ALL集合操作，第一个分支为递归起始查询，第二个分支为递归关联查询，需要自引用第一部分进行不断递归关联。该语句执行时，递归起始查询执行一次，关联查询执行若干次并将结果叠加到起始查询结果集中，直到某一些关联查询结果为空，则返回。

上述查询的执行结果如下：

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 id | parentid | level
----+----------+-------
  1 |        0 |     1
  2 |        1 |     2
  3 |        1 |     2
  4 |        2 |     3
  5 |        2 |     3
  6 |        3 |     3
  7 |        3 |     3
  8 |        4 |     4
  9 |        4 |     4
 10 |        6 |     4
 11 |        6 |     4
 12 |       10 |     5
(12 rows)

从返回结果可以看出，起始查询结果包含level=1的结果集，关联查询执行了五次，前四次分别输出level=2,3,4,5的结果集，在第五次执行时，由于没有parentid和输出结果集id相等的记录，也就是再没有多余的孩子节点，因此查询结束。

对于WITH RECURSIVE表达式，GaussDB(DWS)支持其分布式执行。由于WITH RECURSIVE涉及到循环运算，GaussDB(DWS)引入了参数max_recursive_times，用于控制WITH RECURSIVE的最大循环次数，默认值为200，超过该次数则报错。

WITH中的数据修改语句

在WITH子句中使用数据修改命令INSERT、UPDATE、DELETE。这允许用户在同一个查询中执行多个不同操作。示例如下所示：

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WITH moved_tree AS (
     DELETE FROM tree
     WHERE parentid = 4 
     RETURNING * )
 INSERT INTO tree_log
 SELECT * FROM moved_tree;

上述查询示例实际上从tree把行移动到tree_log。WITH中的DELETE删除来自tree的指定行，以它的RETURNING子句返回它们的内容，并且接着主查询读该输出并将它插入到tree_log。

WITH子句中的数据修改语句必须有RETURNING子句，用来返回RETURNING子句的输出，而不是数据修改语句的目标表，RETURNING子句形成了可以被查询的其余部分引用的临时表。如果一个WITH中的数据修改语句缺少一个RETURNING子句，则它形不成临时表并且不能在剩余的查询中被引用。

如果声明了RECURSIVE关键字，则不允许在数据修改语句中进行递归自引用。在某些情况中可以通过引用递归WITH的输出来绕过这个限制，例如：

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WITH RECURSIVE included_parts(sub_part, part) AS (
     SELECT sub_part, part FROM parts WHERE part = 'our_product'
   UNION ALL
     SELECT p.sub_part, p.part
     FROM included_parts pr, parts p
     WHERE p.part = pr.sub_part
   ) 
DELETE FROM parts
   WHERE part IN (SELECT part FROM included_parts);

这个查询将会移除一个产品的所有直接或间接子部件。

WITH子句中的子语句与主查询同时执行。因此，在使用WITH中的数据修改语句时，指定更新的顺序实际是以不可预测的方式发生的。所有的语句都使用同一个快照中执行，语句的效果在目标表上不可见。这减轻了行更新的实际顺序的不可预见性的影响，并且意味着RETURNING数据是在不同WITH子语句和主查询之间传达改变的唯一方法。

本示例中外层SELECT可以返回更新之前的数据：

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WITH t AS (
     UPDATE tree SET id = id + 1
     RETURNING * ) 
SELECT * FROM tree;

本示例中外部SELECT将返回更新过的数据：

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WITH t AS (     
UPDATE tree SET id = id + 1
     RETURNING * )
SELECT * FROM t;

不支持在单个语句中更新同一行两次。这种语句的效果是不可预测的。如果只有一个修改发生了，但却不容易（有时也不可能）预测哪一个发生了修改。

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