MySQL 第06章 多表查询

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由关系的（一对一，一对多），他们之间一定是由关联字段，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。

一.一个案例引发的多表连接

1.1 案例说明

#查询员工名为'Abel'的人在哪个城市工作？
SELECT * 
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel';

SELECT *
FROM departments
WHERE department_id = 80;


SELECT *
FROM locations 
WHERE location_id = 2500;

这样写有点麻烦，可以换一种写法,在后面会介绍

1.2 笛卡尔积（或交叉连接）的理解

笛卡尔积是一个数学运算，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X，第二个对象来自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：

#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; 
SELECT last_name,department_name FROM employees INNER JOIN departments; 
SELECT last_name,department_name FROM employees JOIN departments;

1.3 案例分析与问题解决

        笛卡尔积的错误在下面条件下产生：

        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：

SELECT table1.column, table2.column 
FROM table1, table2 
WHERE table1.column1 = table2.column2; #连接条件

        在WHERE子句中写入连接条件

正确写法

#案例：查询员工的姓名及其部门名称
SELECT last_name, department_name 
FROM employees, departments 
WHERE employees.department_id = departments.department_id;

 因为employees表与departments表中有相同的一个字段department_id，所以我们通过department_id将两个表连接起来，分别从两个表找到我们想要的字段信息，将他们以一个表输出。

如果我们将二者共有的department_id 放到查询语句中时，会出现如下这种情况。

 这句话的意思是：字段列表中的列department_id是不明确的

所有我们要注意：在表中有相同列时，在列名之前加上前缀。

二.多表查询分类讲解

分类一：等值连接 vs 非等值连接

分类二：自连接 vs 非自连接

分类三：内连接 vs 外连接

分类1：等值连接 vs  非等值连接

等值连接：两个表中有相同的字段进行连接。

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

        多个表中有相同的列时，必须在列名之前加上表名前缀。

        在不同表中具有相同列明的列可以用表名区分。

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。

        列名使用前表名前缀可以提高查询效率。

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;

 

需要注意的是，如果我们使用了表的别名，在查询字段，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。

[强制]对于数据库中表记录的查询和变更，只要涉及多个表，都需要在列名前加表的别名（或表名）进行限定。

 说明：对多表进行查询记录，更新记录，删除记录时，如果对操作列没有限定表的别名（或表名），并且操作列在多个表中存在时，就会报异常。

 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。

练习：查询出公司员工的last_name,department_name,city;

 注意：涉及多个表之间的连接，用 AND 连接。 

非等值连接：

#非等值连接的例子：
SELECT *
FROM job_grades;


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`

 从上图中可以看出employees和job_grades没有相同的字段进行连接，只是通过简单的数值比较的来的表，所以为非等值连接。

分类2：自连接  vs  非自连接

上图的意思时employees 有自己的employee_id last_name和 manager_id,而manager也有自己的employee_id 和last_name,二者都在一个表中。如下图所示(部分)

SELECT CONCAT(worker.last_name ,' works for ' , manager.last_name) 
FROM employees worker, employees manager
WHERE worker.manager_id = manager.employee_id ;

#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`;

练习：查出last_name 为  'Chen' 的员工的manager信息。

 SELECT manager.last_name,manager.employee_id,worker.last_name,worker.employee_id 
FROM employees worker,employees manager 
WHERE worker.manager_id = manager.employee_id AND worker.last_name = 'Chen';

 分类3：内连接 vs 外连接

除了查询满足条件的记录外，外连接还可以查询某一方不满足条件的记录。

内连接：合并具有同一列单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。

SQL92：使用（+）创建连接

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。

#左外连接 
SELECT last_name,department_name 
FROM employees ,departments 
WHERE employees.department_id = departments.department_id(+); 
#右外连接 
SELECT last_name,department_name 
FROM employees ,departments 
WHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;

而在SQL92中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）外连接。

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

它的嵌套逻辑类似我们使用的FOR循环：

SQL99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。如果你采用SQL92，可读性就会大打折扣。

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他条件分开的。

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：

题目1：

SELECT 字段列表 
FROM A表 INNER JOIN B表 ON 关联条件 
WHERE 等其他子句;

 经过测试：ON后面的小括号可加可不加。

题目2：

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：

#实现查询结果是A 
SELECT 字段列表 
FROM A表 LEFT JOIN B表 ON 关联条件 
WHERE 等其他子句;

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) ;

 这里的OUTER可加可不加。

3.3.2右外连接（RIGHT OUTER JOIN）

语法：

#实现查询结果是B 
SELECT 字段列表 
FROM A表 RIGHT JOIN B表 ON 关联条件 
WHERE 等其他子句;

举例：

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) ;

需要注意的是，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，但是可以使用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，并将他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关键字分割。

语法格式：

SELECT column,... FROM table1 
UNION [ALL] 
SELECT column,... FROM table2

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。

举例：查询部门编号 > 90 或邮箱包含a的员工信息。

#方式1 
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。

5.7.1代码实现

#中图：内连接 A∩B 
SELECT employee_id,last_name,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,last_name,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,last_name,department_name 
FROM employees e RIGHT JOIN departments d ON e.`department_id` = d.`department_id`;

#左中图：A - A∩B 
SELECT employee_id,last_name,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：B-A∩B 
SELECT employee_id,last_name,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 # 左中图 + 右上图 A∪B 
SELECT employee_id,last_name,department_name 
FROM employees e LEFT JOIN departments d ON e.`department_id` = d.`department_id` 
WHERE d.`department_id` IS NULL UNION ALL #没有去重操作，效率高 
SELECT employee_id,last_name,department_name 
FROM employees e RIGHT JOIN departments d ON e.`department_id` = d.`department_id`;

#右下图 #左中图 + 右中图 A ∪B- A∩B 或者 (A - A∩B) ∪ （B - A∩B） 
SELECT employee_id,last_name,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,last_name,department_name 
FROM employees e RIGHT JOIN departments d ON e.`department_id` = d.`department_id`
 WHERE e.`department_id` IS NULL

5.7.2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

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种的等值连接。他会帮你自动查询两张表种所有相同的字段，然后进行等值连接。

在SQL92标准中：

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`;

在SQL99中你可以写成:

SELECT employee_id,last_name,department_name 
FROM employees e NATURAL JOIN departments d;