这篇文章来讲一下数据库中的多表查询
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多表查询,也称为关联查询,指两个或更多个表一起完成查询操作。
前提条件:这些一起查询的表之间是有关系的(一对一、一对多),它们之间一定是有关联字段,这个 关联字段可能建立了外键,也可能没有建立外键。比如:员工表和部门表,这两个表依靠“部门编号”进行关联。
1. 一个案例引发的多表连接
1.1 案例说明
从多个表中获取数据:
分析错误情况:
我们把上述多表查询中出现的问题称为:笛卡尔积的错误。
1.2 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。在MySQL中如下情况会出现笛卡尔积:
为什么会引发迪卡尔积?因为你没有加限制条件,那么关联查询时就是按笛卡尔积的形式来查。如何解决迪卡尔积?加上关联条件即可。
1.3 案例分析与问题解决
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。
加入连接条件后,查询语法:
在 WHERE子句中写入连接条件。
上述问题的正确写法:
2. 多表查询分类讲解
2.1 等值连接 vs 非等值连接
2.1.1等值连接
解释:就是两张表中有相同的属性,然后如果这两个属性中的值也相同,那么就根据这个属性把这两张表给连接起来
例:SELECT employees.employee_id, employees.last_name, employees.department_id, departments.department_id, departments.location_id FROM employees, departments WHERE employees.department_id = departments.department_id;
拓展1. 多个连接条件与 AND 操作符
拓展2: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。
在不同表中具有相同列名的列可以用 表名 加以区分。
例:SELECT employees.last_name, departments.department_name,employees.department_id FROM employees, departments WHERE employees.department_id = departments.department_id;
拓展3: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。
例:SELECT e.employee_id, e.last_name, e.department_id, d.department_id, d.location_id FROM employees e , departments d WHERE e.department_id = d.department_id;
注意: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4:连接多个表
总结:连接 n个表,至少需要n-1个连接条件。比如,连接三个表,至少需要两个连接条件。
2.1.2 非等值连接
例: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;
2.2 自连接 vs 非自连接
说明:当table1和table2本质上是同一张表,只是用取别名的方式虚拟成两张表以代表不同的意义。然后两个表再进行内连接,外连接等查询。
例:SELECT CONCAT(worker.last_name ,' works for ' , manager.last_name) FROM employees worker, employees manager WHERE worker.manager_id = manager.employee_id ;
2.3 内连接 vs 外连接
除了查询满足条件的记录以外,外连接还可以查询某一方不满足条件的记录。
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 。
在 SQL92 中采用(+)代表从表所在的位置。即左或右外连接中,(+) 表示哪个是从表。 Oracle 对 SQL92 支持较好,而 MySQL 则不支持 SQL92 的外连接。
注意:而且在 SQL92 中,只有左外连接和右外连接,没有满(或全)外连接。
3.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:
它的嵌套逻辑类似我们使用的 FOR 循环:
SQL采用的这种嵌套结构非常清爽、层次性更强、可读性更强,即使再多的表进行连接也都清晰 可见。
语法说明:
- 可以使用 ON 子句指定额外的连接条件。
- 这个连接条件是与其它条件分开的。
- ON 子句使语句具有更高的易读性。
- 关键字 JOIN、INNER JOIN、CROSS JOIN 的含义是一样的,都表示内连接
3.2 内连接(INNER JOIN)的实现
语法:
例:SELECT e.employee_id, e.last_name, e.department_id, d.department_id, d.location_id FROM employees e JOIN departments d ON (e.department_id = d.department_id);
例:SELECT employee_id, city, department_name FROM employees e JOIN departments d ON d.department_id = e.department_id JOIN locations l ON d.location_id = l.location_id;
3.3 外连接(OUTER JOIN)的实现
3.3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)
语法:
例:SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_name FROM employees e LEFT OUTER JOIN departments d ON (e.department_id = d.department_id) ;
3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)
语法:
例:SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_name FROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments d ON (e.department_id = d.department_id) ;
注意:LEFT JOIN 和 RIGHT JOIN 只存在于 SQL99 及以后的标准中,在 SQL92 中不存在, 只能用 (+) 表示。
3.3.3 满外连接(FULL OUTER JOIN)
- 满外连接的结果 = 左右表匹配的数据 + 左表没有匹配到的数据 + 右表没有匹配到的数据。
- SQL99是支持满外连接的。使用FULL JOIN 或 FULL OUTER JOIN来实现。
- 需要注意的是,MySQL不支持FULL JOIN,但是可以用 LEFT JOIN UNION RIGHT join代替。
4. UNION的使用
合并查询结果 利用UNION关键字,可以给出多条SELECT语句,并将它们的结果组合成单个结果集。合并时,两个表对应的列数和数据类型必须相同,并且相互对应。各个SELECT语句之间使用UNION或UNION ALL关键字分隔。
语法:
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。
注意:执行UNION ALL语句时所需要的资源比UNION语句少。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。
例:SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%' OR department_id>90;
方式2:SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%' UNION SELECT * FROM employees WHERE department_id>90;
5. 7种SQL JOINS的实现
5.1 代码实现
5.2 语法格式小结
6. SQL99语法新特性
6.1 自然连接
SQL99 在 SQL92 的基础上提供了一些特殊语法,比如 NATURAL JOIN 用来表示自然连接。我们可以把 自然连接理解为 SQL92 中的等值连接。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 。
在SQL92标准中:
在 SQL99 中你可以写成:
6.2 USING连接
当我们进行连接的时候,SQL99还支持使用 USING 指定数据表里的 同名字段 进行等值连接。但是只能配合JOIN一起使用。比如:
你能看出与自然连接 NATURAL JOIN 不同的是,USING 指定了具体的相同的字段名称,你需要在 USING 的括号 () 中填入要指定的同名字段。同时使用 JOIN...USING 可以简化 JOIN ON 的等值连接。它与下面的 SQL 查询结果是相同的:
7. 章节小结
表连接的约束条件可以有三种方式:WHERE, ON, USING
- WHERE:适用于所有关联查询
- ON :只能和JOIN一起使用,只能写关联条件。虽然关联条件可以并到WHERE中和其他条件一起 写,但分开写可读性更好。
- USING:只能和JOIN一起使用,而且要求两个关联字段在关联表中名称一致,而且只能表示关联字 段值相等
注意: 我们要 控制连接表的数量 。多表连接就相当于嵌套 for 循环一样,非常消耗资源,会让 SQL 查询性能下 降得很严重,因此不要连接不必要的表。在许多 DBMS 中,也都会有最大连接表的限制。