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发布日期: 2024-01-24

更新日期: 2024-04-04

文章字数: 4.5k

阅读时长: 20 分

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第6章多表查询

1. 笛卡儿积

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

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

对于”查询员工姓名和所在部门名称”的正确写法：

#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;

在表中有相同列时，在列名之前加上表名前缀。

2. 多表查询

2.1 分类1：等值连接vs非等值连接

2.1.1 等值连接

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：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。

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。

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。

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

SELECT employees.last_name,department_name,city
FROM employees,departments,locations
WHERE employees.department_id = departments.department_id 
AND departments.location_id = locations.location_id;

2.1.2 非等值连接

#查询员工工资的等级
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;

employees表信息

job_grades表信息

执行结果

2.2 分类2：自连接vs非自连接

也就是自己跟自己连接称为自连接，其他的都叫非自连接

#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.last_name,'work for' AS '上司',mgr.last_name
FROM employees emp ,employees mgr #这里就是自己和自己连接，只是起的别名不同
WHERE emp.`manager_id` = mgr.`employee_id`;

表的大致信息

2.3 分类3：内连接 vs 外连接

2.3.1 内连接

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

#查询员工所在部门
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e,departments d
WHERE e.department_id = d.department_id;

因为还有一个员工的部门id为null,与部门表不匹配，所以这里就查不出来

2.3.2 外连接:

格式：

SELECT 列名
FROM 左表
LEFT/RIGHT [OUTER] JOIN 右表 ON 连接条件;

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。

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d #左外连接 此时左边的是主表，右边的表是从表
ON e.department_id = d.department_id;

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。

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d #右外连接 此时右边的是主表，左边的表是从表
ON e.department_id = d.department_id;

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

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：

SELECT 字段列表
FROM A表 INNER JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句; #上面的关联条件和这个where的条件是分开的

举例：

#查询员工姓名和所在的部门
SELECT last_name,department_name
FROM employees e INNER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

#查询员工id和所在的城市部门
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：

SELECT 字段列表
FROM A表 LEFT JOIN B表 #此时A表为主表，B表为从表
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
LEFT OUTER 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 #此时B表为主表，A表为从表
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) ;

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 #取并集 去重
SELECT * FROM employees WHERE department_id>90;

举例：查询中国用户中男性的信息以及美国用户中年男性的用户信息

SELECT id,cname FROM t_chinamale WHERE csex='男'
UNION ALL #取并集 不去重
SELECT id,tname FROM t_usmale WHERE tGender='male';

5. 7种SQL JOINS的实现

5.1 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

5.2 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 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：

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;

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：

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
USING (department_id); #USING里面写同名字段进行等值连接

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：

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e ,departments d
WHERE e.department_id = d.department_id;

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

#关联条件
#把关联条件写在where后面
SELECT last_name,department_name
FROM employees,departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;

#把关联条件写在on后面，只能和JOIN一起使用
SELECT last_name,department_name
FROM employees INNER JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;

SELECT last_name,department_name
FROM employees CROSS JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;

SELECT last_name,department_name
FROM employees JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;

#把关联字段写在using()中，只能和JOIN一起使用
#而且两个表中的关联字段必须名称相同，而且只能表示=
#查询员工姓名与基本工资
SELECT last_name,job_title
FROM employees INNER JOIN jobs USING(job_id);

#n张表关联，需要n-1个关联条件
#查询员工姓名，基本工资，部门名称
SELECT last_name,job_title,department_name FROM employees,departments,jobs
WHERE employees.department_id = departments.department_id
AND employees.job_id = jobs.job_id;

SELECT last_name,job_title,department_name
FROM employees INNER JOIN departments INNER JOIN jobs
ON employees.department_id = departments.department_id
AND employees.job_id = jobs.job_id;

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。

【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。

8. 练习-1

题目：

# 1.显示所有员工的姓名，部门号和部门名称。

# 2.查询90号部门员工的job_id和90号部门的location_id

# 3.选择所有有奖金的员工的 last_name , department_name , location_id , city

# 4.选择city在Toronto工作的员工的 last_name , job_id , department_id , department_name

# 5.查询员工所在的部门名称、部门地址、姓名、工作、工资，其中员工所在部门的部门名称为’Executive’

# 6.选择指定员工的姓名，员工号，以及他的管理者的姓名和员工号，结果类似于下面的格式
employees Emp# manager Mgr#
kochhar   101   king   100

# 7.查询哪些部门没有员工

# 8. 查询哪个城市没有部门

# 9. 查询部门名为 Sales 或 IT 的员工信息

8.1 题目1

# 显示所有员工的姓名，部门号和部门名称。
SELECT last_name, e.department_id, department_name
FROM employees e
LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

8.2 题目2

#查询90号部门员工的job_id和90号部门的location_id
SELECT job_id,location_id
FROM employees e,departments d
WHERE e.department_id = 90 AND e.department_id = d.department_id;

8.3 题目3

#选择所有有奖金的员工的 last_name , department_name , location_id , city
SELECT last_name , department_name , d.location_id , city
FROM employees e
LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
LEFT JOIN locations l
ON d.`location_id` = l.`location_id`
WHERE commission_pct IS NOT NULL;

8.4 题目4

#选择city在Toronto工作的员工的 last_name , job_id , department_id , department_name
SELECT e.last_name,e.job_id,e.department_id,d.department_name
FROM employees e,departments d,locations l
WHERE l.city = 'Toronto' AND 
l.location_id = d.location_id AND 
d.department_id = e.department_id; 
#或者
SELECT e.last_name,e.job_id,e.department_id,d.department_name
FROM employees e JOIN departments d USING(department_id) 
JOIN locations l USING(location_id)
WHERE l.city = 'Toronto';

8.5 题目5

#查询员工所在的部门名称、部门地址、姓名、工作、工资，其中员工所在部门的部门名称为’Executive’
SELECT d.department_name,l.street_address,e.last_name,j.job_title,e.salary
FROM employees e,departments d,jobs j,locations l
WHERE d.department_name = 'Executive' AND 
d.location_id = l.location_id AND
e.department_id = d.department_id AND
e.job_id = j.job_id;

8.6 题目6

SELECT emp.last_name employees, emp.employee_id "Emp#", mgr.last_name manager,
mgr.employee_id "Mgr#"
FROM employees emp
LEFT OUTER JOIN employees mgr
ON emp.manager_id = mgr.employee_id;

8.7 题目7

#查询哪些部门没有员工
SELECT d.department_id
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON d.department_id = e.department_id
WHERE e.department_id IS NULL;

8.8 题目8

#查询哪个城市没有部门
SELECT l.location_id
FROM locations l LEFT JOIN departments d
ON l.location_id = d.location_id
WHERE d.location_id IS NULL;

8.9 题目9

#查询部门名为 Sales 或 IT 的员工信息
SELECT e.last_name
FROM employees e NATURAL JOIN departments d
WHERE d.department_name IN ('Sales','IT');

9. 练习-2

准备工作：

CREATE TABLE `t_dept` (
`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`deptName` VARCHAR(30) DEFAULT NULL,
`address` VARCHAR(40) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
CREATE TABLE `t_emp` (
`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` VARCHAR(20) DEFAULT NULL,
`age` INT(3) DEFAULT NULL,
`deptId` INT(11) DEFAULT NULL,
empno int not null,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_dept_id` (`deptId`)
#CONSTRAINT `fk_dept_id` FOREIGN KEY (`deptId`) REFERENCES `t_dept` (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('华山','华山');
INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('丐帮','洛阳');
INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('峨眉','峨眉山');
INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('武当','武当山');
INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('明教','光明顶');
INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('少林','少林寺');
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('风清扬',90,1,100001);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('岳不群',50,1,100002);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('令狐冲',24,1,100003);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('洪七公',70,2,100004);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('乔峰',35,2,100005);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('灭绝师太',70,3,100006);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('周芷若',20,3,100007);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('张三丰',100,4,100008);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('张无忌',25,5,100009);
INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('韦小宝',18,null,100010);

【题目】:

#1.所有有门派的人员信息
（ A、B两表共有）
#2.列出所有用户，并显示其机构信息
（A的全集）
#3.列出所有门派
（B的全集）
#4.所有不入门派的人员
（A的独有）
#5.所有没人入的门派
（B的独有）
#6.列出所有人员和机构的对照关系
(AB全有)
#MySQL Full Join的实现 因为MySQL不支持FULL JOIN,下面是替代方法
#left join + union(可去除重复数据)+ right join

#7.列出所有没入派的人员和没人入的门派
（A的独有+B的独有）

9.1 题目1

#所有有门派的人员信息
SELECT *
FROM t_emp a INNER JOIN t_dept b
ON a.deptId = b.id;

9.2 题目2

#列出所有用户，并显示其机构信息
SELECT e.id,d.*
FROM t_emp e LEFT JOIN t_dept d
ON e.deptId = d.id;

9.3 题目3

#列出所有门派
select *
from t_dept d;

9.4 题目4

#所有不入门派的人员
SELECT *
FROM t_emp e LEFT JOIN t_dept d
ON e.deptId = d.id
WHERE e.deptId IS NULL;

9.5 题目5

#所有没人入的门派
SELECT *
FROM t_dept d LEFT JOIN t_emp e
ON d.id = e.deptId
WHERE e.deptId IS NULL;

9.6 题目6

#列出所有人员和机构的对照关系
SELECT *
FROM t_emp A LEFT JOIN t_dept B
ON A.deptId = B.id
UNION
SELECT *
FROM t_emp A RIGHT JOIN t_dept B
ON A.deptId = B.id

这一题要仔细思考。

9.7 题目7

#列出所有没入派的人员和没人入的门派
SELECT *
FROM t_emp e LEFT JOIN t_dept d
ON e.deptId = d.id
WHERE e.deptId IS NULL
UNION 
SELECT *
FROM t_emp e RIGHT JOIN t_dept d
ON d.id = e.deptId
WHERE e.deptId IS NULL;

这一题要仔细思考。

念心卓

http://blog.cqwulyj.cn/posts/46dd1213.html

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MySQL基础—6章(多表查询)

第6章 多表查询

1. 笛卡儿积

1.1 笛卡尔积（或交叉连接）的理解

2. 多表查询

2.1 分类1：等值连接vs非等值连接

2.1.1 等值连接

2.1.2 非等值连接

2.2 分类2：自连接vs非自连接

2.3 分类3：内连接 vs 外连接

2.3.1 内连接

2.3.2 外连接:

3. SQL99语法实现多表查询

3.1 基本语法

3.2 内连接(INNER JOIN)的实现

3.3 外连接(OUTER JOIN)的实现

3.3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)

3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

3.3.3 满外连接(FULL OUTER JOIN)

4. UNION的使用

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

6.2 USING连接

7. 章节小结

8. 练习-1

8.1 题目1

8.2 题目2

8.3 题目3

8.4 题目4

8.5 题目5

8.6 题目6

8.7 题目7

8.8 题目8

8.9 题目9

9. 练习-2

9.1 题目1

9.2 题目2

9.3 题目3

9.4 题目4

9.5 题目5

9.6 题目6

9.7 题目7

第6章多表查询