SQL 子查詢完整教學：Subquery 語法與實戰應用

子查詢（Subquery）是 SQL 中最強大的功能之一，它允許您在一個查詢中嵌套另一個查詢，解決單一查詢無法處理的複雜問題。本教學將從基礎概念開始，逐步介紹各種子查詢類型，並透過實際案例展示其應用場景。

什麼是子查詢？

子查詢是嵌套在另一個 SQL 語句中的 SELECT 查詢。外層的查詢稱為主查詢（Main Query）或外部查詢（Outer Query），被嵌套的查詢稱為子查詢（Subquery）或內部查詢（Inner Query）。

子查詢的基本語法

-- 基本結構
SELECT column_list
FROM table_name
WHERE column_name operator (
    SELECT column_name
    FROM table_name
    WHERE condition
);

子查詢可以出現的位置

1. WHERE 子句中：最常見的用法
2. FROM 子句中：作為衍生表格
3. SELECT 子句中：作為純量值
4. HAVING 子句中：用於分組篩選

子查詢的類型

一、純量子查詢（Scalar Subquery）

純量子查詢只回傳一個單一值（一列一欄），可以用在任何需要單一值的地方。

基本範例：找出高於平均價格的產品

SELECT product_name, price
FROM products
WHERE price > (
    SELECT AVG(price)
    FROM products
);

在 SELECT 子句中使用純量子查詢

SELECT
    employee_name,
    salary,
    (SELECT AVG(salary) FROM employees) AS avg_salary,
    salary - (SELECT AVG(salary) FROM employees) AS diff_from_avg
FROM employees;

計算佔比的應用

SELECT
    category,
    SUM(sales) AS category_sales,
    ROUND(
        100.0 * SUM(sales) / (SELECT SUM(sales) FROM orders),
        2
    ) AS percentage
FROM orders
GROUP BY category;

二、列子查詢（Row Subquery）

列子查詢回傳單一列（一列多欄），通常用於多欄位比較。

比較多個欄位

SELECT *
FROM products
WHERE (category, brand) = (
    SELECT category, brand
    FROM products
    WHERE product_id = 'P001'
);

找出與特定員工相同部門和職位的同事

SELECT employee_name, department, position
FROM employees
WHERE (department, position) = (
    SELECT department, position
    FROM employees
    WHERE employee_id = 'E100'
)
AND employee_id != 'E100';

三、表格子查詢（Table Subquery）

表格子查詢回傳多列多欄的結果，常與 IN、ANY、ALL 運算子搭配使用，或作為 FROM 子句中的衍生表格。

使用 IN 運算子

-- 找出有下過訂單的客戶
SELECT customer_name, email
FROM customers
WHERE customer_id IN (
    SELECT DISTINCT customer_id
    FROM orders
    WHERE order_date >= '2025-01-01'
);

使用 NOT IN 運算子

-- 找出從未下過訂單的客戶
SELECT customer_name, email
FROM customers
WHERE customer_id NOT IN (
    SELECT DISTINCT customer_id
    FROM orders
);

⚠️ 注意：使用 NOT IN 時要小心 NULL 值，如果子查詢結果包含 NULL，整個 NOT IN 會回傳空結果。

-- 安全的寫法：排除 NULL
SELECT customer_name
FROM customers
WHERE customer_id NOT IN (
    SELECT customer_id
    FROM orders
    WHERE customer_id IS NOT NULL
);

四、衍生表格（Derived Table）

將子查詢放在 FROM 子句中，作為一個暫時的表格使用。

基本語法

SELECT dt.column1, dt.column2
FROM (
    SELECT column1, column2, column3
    FROM table_name
    WHERE condition
) AS dt  -- 衍生表格必須有別名
WHERE dt.column3 > 100;

實際應用：計算每個客戶的訂單統計

SELECT
    c.customer_name,
    order_stats.order_count,
    order_stats.total_amount,
    order_stats.avg_amount
FROM customers c
INNER JOIN (
    SELECT
        customer_id,
        COUNT(*) AS order_count,
        SUM(total_amount) AS total_amount,
        AVG(total_amount) AS avg_amount
    FROM orders
    GROUP BY customer_id
) AS order_stats ON c.customer_id = order_stats.customer_id
WHERE order_stats.order_count >= 5;

EXISTS 與 NOT EXISTS

EXISTS 是用來檢查子查詢是否回傳任何資料列的運算子，它只關心是否有資料存在，不關心實際內容。

EXISTS 基本語法

SELECT column_list
FROM table1
WHERE EXISTS (
    SELECT 1
    FROM table2
    WHERE table2.foreign_key = table1.primary_key
);

EXISTS vs IN 的差異

使用 IN

-- 找出有訂單的客戶
SELECT customer_name
FROM customers
WHERE customer_id IN (
    SELECT customer_id
    FROM orders
);

使用 EXISTS

-- 相同功能，使用 EXISTS
SELECT customer_name
FROM customers c
WHERE EXISTS (
    SELECT 1
    FROM orders o
    WHERE o.customer_id = c.customer_id
);

效能比較

情境	建議使用	原因
子查詢結果集小	IN	直接比對清單
子查詢結果集大	EXISTS	找到第一筆就停止
外表小、內表大	EXISTS	減少子查詢執行次數
外表大、內表小	IN	子查詢只執行一次
需要處理 NULL	EXISTS	避免 NULL 問題

NOT EXISTS 應用

-- 找出沒有任何訂單的產品
SELECT product_name
FROM products p
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT 1
    FROM order_items oi
    WHERE oi.product_id = p.product_id
);

-- 找出所有產品都有庫存的倉庫
SELECT warehouse_name
FROM warehouses w
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT 1
    FROM products p
    WHERE NOT EXISTS (
        SELECT 1
        FROM inventory i
        WHERE i.warehouse_id = w.warehouse_id
        AND i.product_id = p.product_id
        AND i.quantity > 0
    )
);

相關子查詢（Correlated Subquery）

相關子查詢是指子查詢中參照了外部查詢的欄位，每處理外部查詢的一列，子查詢就執行一次。

非相關子查詢 vs 相關子查詢

非相關子查詢（獨立執行）

-- 子查詢獨立執行，只執行一次
SELECT product_name, price
FROM products
WHERE price > (SELECT AVG(price) FROM products);

相關子查詢（依賴外部查詢）

-- 子查詢參照外部的 category，每個類別執行一次
SELECT p.product_name, p.category, p.price
FROM products p
WHERE p.price > (
    SELECT AVG(price)
    FROM products
    WHERE category = p.category  -- 參照外部查詢的 p.category
);

相關子查詢實戰範例

找出每個部門薪資最高的員工

SELECT e1.department, e1.employee_name, e1.salary
FROM employees e1
WHERE e1.salary = (
    SELECT MAX(e2.salary)
    FROM employees e2
    WHERE e2.department = e1.department
);

找出訂單金額高於該客戶平均訂單金額的訂單

SELECT o1.order_id, o1.customer_id, o1.total_amount
FROM orders o1
WHERE o1.total_amount > (
    SELECT AVG(o2.total_amount)
    FROM orders o2
    WHERE o2.customer_id = o1.customer_id
);

計算累積排名

SELECT
    e1.employee_name,
    e1.salary,
    (
        SELECT COUNT(*)
        FROM employees e2
        WHERE e2.salary > e1.salary
    ) + 1 AS salary_rank
FROM employees e1
ORDER BY salary_rank;

ANY 與 ALL 運算子

ANY（SOME）運算子

ANY 表示「任一」，只要子查詢結果中有任一值符合條件即為真。

-- 找出價格大於「任一」電子產品價格的產品
-- 等同於：價格大於電子產品的最低價格
SELECT product_name, price
FROM products
WHERE price > ANY (
    SELECT price
    FROM products
    WHERE category = 'Electronics'
);

ANY 的等價寫法

運算式	等價於
> ANY	> MIN()
< ANY	< MAX()
= ANY	IN

ALL 運算子

ALL 表示「全部」，子查詢結果中的全部值都必須符合條件。

-- 找出價格大於「所有」電子產品價格的產品
-- 等同於：價格大於電子產品的最高價格
SELECT product_name, price
FROM products
WHERE price > ALL (
    SELECT price
    FROM products
    WHERE category = 'Electronics'
);

ALL 的等價寫法

運算式	等價於
> ALL	> MAX()
< ALL	< MIN()
<> ALL	NOT IN

子查詢實戰案例

案例一：客戶價值分析

找出 VIP 客戶（訂單總額前 10%）

WITH customer_totals AS (
    SELECT
        customer_id,
        SUM(total_amount) AS lifetime_value
    FROM orders
    GROUP BY customer_id
)
SELECT
    c.customer_name,
    c.email,
    ct.lifetime_value
FROM customers c
INNER JOIN customer_totals ct ON c.customer_id = ct.customer_id
WHERE ct.lifetime_value >= (
    SELECT PERCENTILE_CONT(0.9) WITHIN GROUP (ORDER BY lifetime_value)
    FROM customer_totals
)
ORDER BY ct.lifetime_value DESC;

案例二：庫存預警

找出庫存量低於平均銷售量的產品

SELECT
    p.product_name,
    p.stock_quantity,
    avg_sales.monthly_avg
FROM products p
INNER JOIN (
    SELECT
        product_id,
        AVG(quantity) AS monthly_avg
    FROM order_items oi
    INNER JOIN orders o ON oi.order_id = o.order_id
    WHERE o.order_date >= DATEADD(MONTH, -3, GETDATE())
    GROUP BY product_id
) AS avg_sales ON p.product_id = avg_sales.product_id
WHERE p.stock_quantity < avg_sales.monthly_avg * 2;

案例三：連續購買客戶

找出連續三個月都有下單的客戶

WITH monthly_orders AS (
    SELECT DISTINCT
        customer_id,
        FORMAT(order_date, 'yyyy-MM') AS order_month
    FROM orders
    WHERE order_date >= DATEADD(MONTH, -6, GETDATE())
)
SELECT c.customer_name
FROM customers c
WHERE (
    SELECT COUNT(DISTINCT order_month)
    FROM monthly_orders mo
    WHERE mo.customer_id = c.customer_id
    AND order_month IN (
        FORMAT(DATEADD(MONTH, -1, GETDATE()), 'yyyy-MM'),
        FORMAT(DATEADD(MONTH, -2, GETDATE()), 'yyyy-MM'),
        FORMAT(DATEADD(MONTH, -3, GETDATE()), 'yyyy-MM')
    )
) = 3;

案例四：產品推薦

找出購買 A 產品的客戶也常購買的其他產品

SELECT
    p.product_name,
    COUNT(DISTINCT oi.order_id) AS co_purchase_count
FROM order_items oi
INNER JOIN products p ON oi.product_id = p.product_id
WHERE oi.order_id IN (
    -- 找出包含產品 A 的訂單
    SELECT order_id
    FROM order_items
    WHERE product_id = 'PROD_A'
)
AND oi.product_id != 'PROD_A'  -- 排除產品 A 本身
GROUP BY p.product_name
ORDER BY co_purchase_count DESC
LIMIT 10;

子查詢與 JOIN 的選擇

何時使用子查詢

1. 邏輯清晰：問題本身就是「找出符合某條件的...」
2. 單一值比較：需要與聚合結果比較
3. EXISTS 判斷：檢查是否存在相關記錄
4. 複雜過濾：需要多層條件判斷

何時使用 JOIN

1. 需要多表欄位：結果需要顯示多個表格的資料
2. 效能考量：大部分情況下 JOIN 效能較好
3. 簡單關聯：單純的表格連結

同功能的不同寫法比較

題目：找出有訂單的客戶名稱和訂單數

方法一：子查詢

SELECT
    customer_name,
    (SELECT COUNT(*) FROM orders o WHERE o.customer_id = c.customer_id) AS order_count
FROM customers c
WHERE EXISTS (
    SELECT 1 FROM orders o WHERE o.customer_id = c.customer_id
);

方法二：JOIN

SELECT
    c.customer_name,
    COUNT(o.order_id) AS order_count
FROM customers c
INNER JOIN orders o ON c.customer_id = o.customer_id
GROUP BY c.customer_id, c.customer_name;

方法三：CTE

WITH order_counts AS (
    SELECT customer_id, COUNT(*) AS order_count
    FROM orders
    GROUP BY customer_id
)
SELECT c.customer_name, oc.order_count
FROM customers c
INNER JOIN order_counts oc ON c.customer_id = oc.customer_id;

2026 年觀點：子查詢 vs CTE vs Window Function

在現代 SQL 開發中，許多傳統上用子查詢解決的問題，現在有更清晰的替代方案。

何時選擇哪種方案？

場景	推薦方案	原因
簡單的存在性檢查	EXISTS 子查詢	語意清晰、效能好
計算每組的排名/前 N 名	Window Function	一次掃描完成
多步驟複雜邏輯	CTE	可讀性最高
遞迴查詢（階層結構）	遞迴 CTE	唯一選擇
單一值比較（平均、最大）	純量子查詢或 CTE	都可以

實際範例比較

題目：找出每個部門薪資最高的員工

方法一：相關子查詢（傳統）

SELECT department, employee_name, salary
FROM employees e1
WHERE salary = (
    SELECT MAX(salary)
    FROM employees e2
    WHERE e2.department = e1.department
);

方法二：Window Function（推薦）

WITH ranked AS (
    SELECT department, employee_name, salary,
           RANK() OVER (PARTITION BY department ORDER BY salary DESC) AS rn
    FROM employees
)
SELECT department, employee_name, salary
FROM ranked WHERE rn = 1;

方法三：JOIN + 衍生表格

SELECT e.department, e.employee_name, e.salary
FROM employees e
INNER JOIN (
    SELECT department, MAX(salary) AS max_salary
    FROM employees GROUP BY department
) m ON e.department = m.department AND e.salary = m.max_salary;

效能比較（一般情況）：

• Window Function 通常只需一次表格掃描
• 相關子查詢可能每列執行一次
• JOIN 方法效能介於兩者之間

結論：2026 年的最佳實踐是優先考慮 CTE + Window Function，子查詢保留給語意上更適合的場景。

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子查詢效能優化

優化技巧

1. 避免在 SELECT 中使用相關子查詢

-- 較差：每列都執行子查詢
SELECT
    p.product_name,
    (SELECT SUM(quantity) FROM order_items WHERE product_id = p.product_id) AS total_sold
FROM products p;

-- 較好：使用 JOIN
SELECT
    p.product_name,
    COALESCE(oi.total_sold, 0) AS total_sold
FROM products p
LEFT JOIN (
    SELECT product_id, SUM(quantity) AS total_sold
    FROM order_items
    GROUP BY product_id
) oi ON p.product_id = oi.product_id;

2. 用 EXISTS 替代 IN（大資料集時）

-- 當子查詢結果很大時，EXISTS 通常更快
-- 替代 IN
SELECT * FROM customers c
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM orders o WHERE o.customer_id = c.customer_id);

3. 使用 CTE 提升可讀性和可能的效能

WITH high_value_orders AS (
    SELECT customer_id, SUM(total_amount) AS total
    FROM orders
    GROUP BY customer_id
    HAVING SUM(total_amount) > 10000
)
SELECT c.*, hvo.total
FROM customers c
INNER JOIN high_value_orders hvo ON c.customer_id = hvo.customer_id;

結論

子查詢是 SQL 中處理複雜資料需求的重要工具。掌握各種子查詢類型的特性和適用場景，能讓您更靈活地解決實務問題。

關鍵要點回顧

1. 純量子查詢：回傳單一值，用於比較運算
2. 表格子查詢：配合 IN、ANY、ALL 使用
3. EXISTS：檢查存在性，效能通常較好
4. 相關子查詢：功能強大但注意效能
5. 衍生表格：讓複雜查詢更易讀

隨著經驗累積，您會逐漸培養出選擇子查詢或 JOIN 的直覺，寫出既正確又高效的 SQL 查詢。

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常見問題

Q1：子查詢和 JOIN 哪個效能比較好？

這取決於具體情況。一般而言，現代資料庫優化器會將許多子查詢改寫為 JOIN 執行，所以效能差異不大。但有幾個原則：(1) EXISTS 在檢查存在性時通常比 IN 快，特別是子查詢結果集大時；(2) 相關子查詢如果在 SELECT 子句中，每列都會執行一次，可能造成效能問題；(3) 實際效能需要查看執行計畫來判斷。建議先寫出邏輯清晰的查詢，再根據執行計畫優化。

Q2：為什麼 NOT IN 遇到 NULL 會有問題？

當子查詢結果包含 NULL 時，NOT IN 會回傳空結果。這是因為 SQL 的三值邏輯：任何值與 NULL 比較都是 UNKNOWN，而 NOT IN 需要所有比較都為 TRUE 才回傳該列。解決方案有三種：(1) 在子查詢中加 WHERE column IS NOT NULL；(2) 改用 NOT EXISTS；(3) 使用 LEFT JOIN 配合 IS NULL 檢查。其中 NOT EXISTS 是最穩健的做法，因為它不受 NULL 值影響。

延伸閱讀

• SQL 基礎語法完整教學 - 從 SELECT 到 JOIN 的完整語法指南
• SQL JOIN 完整教學 - 深入理解各種 JOIN 操作
• SQL Window Function 教學 - 進階分析函數應用
• SQL 效能優化完整指南 - 查詢調校與索引策略
• SQL 進階應用實戰技巧 - 進階 SQL 技術總覽

參考資料

1. Microsoft SQL Server Documentation - Subqueries
2. PostgreSQL Documentation - Subquery Expressions
3. Oracle Database SQL Language Reference - Subqueries
4. MySQL Reference Manual - Subqueries
5. SQL Performance Explained - Markus Winand

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插圖：SQL 子查詢類型總覽

場景描述： 這張資訊圖展示 SQL 子查詢的四種主要類型。畫面分為四個區塊，每個區塊代表一種子查詢類型。左上「純量子查詢」顯示回傳單一值的圖示，標註用於 WHERE 和 SELECT。右上「列子查詢」展示回傳單列多欄的結構，標註用於多欄位比較。左下「表格子查詢」呈現多列多欄的表格形狀，標註搭配 IN、EXISTS 使用。右下「相關子查詢」用雙向箭頭連接內外查詢，標註每列執行一次。中央放置 SQL 子查詢的核心語法結構。配色使用統一的藍色調，每種類型用不同深淺區分。

視覺重點：

• 主要內容清晰呈現

必須出現的元素：

• 依據描述中的關鍵元素

需要顯示的中文字： 無

顏色調性： 專業、清晰

避免元素： 抽象圖形、齒輪、發光特效

Slug: sql-subquery-types-overview

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