第06章 多表查询

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第06章 多表查询

1. 一个案例引发的多表连接

1.1 笛卡尔积（或交叉连接）的理解

笛卡尔乘积是一个数学运算。假设我有两个集合 X 和 Y，那么 X 和 Y 的笛卡尔积就是 X 和 Y 的所有可能组合，也就是第一个对象来自于 X，第二个对象来自于 Y 的所有可能。组合的个数即为两个集合中元素个数的乘积数。

SQL92中，笛卡尔积也称为交叉连接，英文是CROSS JOIN。在 SQL99 中也是使用 CROSS JOIN表示交叉连接。它的作用就是可以把任意表进行连接，即使这两张表不相关。

#查询员工姓名和所在部门名称 
SELECT last_name,department_name FROM employees,departments; 
SELECT last_name,department_name FROM employees CROSS JOIN departments;
  • 笛卡尔积的错误会在下面条件下产生：
    • 省略多个表的连接条件（或关联条件）
    • 连接条件（或关联条件）无效
    • 所有表中的所有行互相连接
  • 为了避免笛卡尔积， 可以在WHERE加入有效的连接条件。

2. 多表查询分类讲解

分类1：等值连接vs非等值连接

拓展1：区分重复的列名

  • 多个表中有相同列时，必须在列名之前加上表名前缀。

拓展2：表的别名

  • 使用别名可以简化查询。
  • 列名前使用表名前缀可以提高查询效率。

需要注意的是，如果我们使用了表的别名，在查询字段中、过滤条件中就只能使用别名进行代替，不能使用原有的表名，否则就会报错。

拓展3：连接多个表

  • 连接n个表,至少需要n-1个连接条件。
#非等值连接的例子
SELECT e.last_name,e.salary,j.grade_level
FROM employees e,job_grades j
#where e.`salary` between j.`lowest_sal` and j.`highest_sal`;
WHERE e.`salary` >= j.`lowest_sal` AND e.`salary` <= j.`highest_sal`;

分类2：自连接vs非自连接

#自连接的例子：
#练习：查询员工id,员工姓名及其管理者的id和姓名
SELECT emp.employee_id,emp.last_name,mgr.employee_id,mgr.last_name
FROM employees emp ,employees mgr
WHERE emp.`manager_id` = mgr.`employee_id`;
# 看做两个表 【员工的管理者id】= 【管理者自己的id】

分类3：内连接 vs 外连接

  • 内连接: 合并具有同一列的两个以上的表的行, 结果集中不包含一个表与另一个表不匹配的行

  • 外连接: 两个表在连接过程中除了返回满足连接条件的行以外还返回左（或右）表中不满足条件的行 ，这种连接称为左（或右） 外连接。没有匹配的行时, 结果表中相应的列为空(NULL)。

    • 如果是左外连接，则连接条件中左边的表也称为主表，右边的表称为从表。
    • 如果是右外连接，则连接条件中右边的表也称为主表，左边的表称为从表。

3. SQL99语法实现多表查询

3.1 基本语法
  • 使用JOIN...ON子句创建连接的语法结构：
SELECT table1.column, table2.column, table3.column
FROM table1 JOIN table2
ON table1 和 table2 的连接条件
JOIN table3
ON table2 和 table3 的连接条件
3.2 内连接(INNER JOIN)的实现
  • 语法
SELECT 字段列表
FROM A表 INNER JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

SELECT last_name,department_name
FROM employees e INNER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
3.3 外连接(OUTER JOIN)的实现
3.3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)
  • 语法：
SELECT 字段列表
FROM A表 LEFT JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

SELECT last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)
  • 语法：
SELECT 字段列表 
FROM A表 RIGHT JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

SELECT last_name,department_name
FROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

4. UNION的使用

UNION操作符

UNION 操作符返回两个查询的结果集的并集，去除重复记录。

UNION ALL操作符

UNION ALL操作符返回两个查询的结果集的并集。对于两个结果集的重复部分，不去重。

如果明确知道合并数据后的结果数据不存在重复数据，或者不需要去除重复的数据，则尽量使用UNION ALL语句，以提高数据查询的效率。

5. 7种SQL JOINS的实现

image.png

5.1 举例
# 中图：内连接
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
# 左上图：左外连接
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
# 右上图：右外连接
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
# 左中图：
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL;
# 右中图：
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;
# 左下图：满外连接
# 方式1：左上图 UNION ALL 右中图
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
UNION ALL
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;
# 方式2：左中图 UNION ALL 右上图
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL
UNION ALL
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;
# 右下图：左中图  UNION ALL 右中图
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL
UNION ALL
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;
5.2 语法格式小结
  • 左中图
#实现A - A∩B
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句;
  • 右中图
#实现B - A∩B
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句;
  • 左下图
#实现查询结果是A∪B
#用左外的A，union 右外的B
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 等其他子句
union
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 等其他子句;
  • 右下图
#实现A∪B - A∩B 或 (A - A∩B) ∪ （B - A∩B）
#使用左外的 (A - A∩B) union 右外的（B - A∩B）
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句
union
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句

6. SQL99语法新特性

6.1 自然连接
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
AND e.`manager_id` = d.`manager_id`;
# NATURAL JOIN : 它会帮你自动查询两张连接表中`所有相同的字段`，然后进行`等值连接`。
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e NATURAL JOIN departments d;
6.2 USING连接
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.department_id = d.department_id;
# 指定数据表里的同名字段进行等值连接，只能配合JOIN一起使用。
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
USING (department_id);

【强制】超过三个表禁止 join。需要 join 的字段，数据类型保持绝对一致；多表关联查询时，保证被关联的字段需要有索引。

说明：即使双表 join 也要注意表索引、SQL 性能。

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