多表查询-inner join left join right joinfull join

Posted 2020-11-24 xysun

一、基础

1.1 SQL查询的基本原理

第一、单表查询：根据WHERE条件过滤表中的记录，形成中间表（这个中间表对用户是不可见的）；然后根据SELECT的选择列选择相应的列进行返回最终结果。
第二、两表连接查询：对两表求积（笛卡尔积）并用ON条件和连接连接类型进行过滤形成中间表；然后根据WHERE条件过滤中间表的记录，并根据SELECT指定的列返回查询结果。
第三、多表连接查询：先对第一个和第二个表按照两表连接做查询，然后用查询结果和第三个表做连接查询，以此类推，直到所有的表都连接上为止，最终形成一个中间的结果表，然后根据WHERE条件过滤中间表的记录，并根据SELECT指定的列返回查询结果。
理解SQL查询的过程是进行SQL优化的理论依据。

1.2 ON后面的条件（ON条件）和WHERE条件的区别

ON条件：
是过滤两个链接表笛卡尔积形成中间表的约束条件。
WHERE条件：
在有ON条件的SELECT语句中是过滤中间表的约束条件。
在没有ON的单表查询中，是限制物理表或者中间查询结果返回记录的约束。
在两表或多表连接中是限制连接形成最终中间表的返回结果的约束。
从这里可以看出，将WHERE条件移入ON后面是不恰当的。推荐的做法是：ON只进行连接操作，WHERE只过滤中间表的记录。

二、连接查询

连接运算符是用来实现多表联合查询的一种重要方式，主要分为三种：内连接、外连接、交叉连接。

2.1 内连接 INNER JOIN

内连接（INNER JOIN）有两种，显式的和隐式的，返回连接表中符合连接条件和查询条件的数据行。（所谓的链接表就是数据库在做查询形成的中间表）。

内连接使用比较运算符（包括=、>、<、<>、>=、<=、!> 和!<）进行表间的比较操作，查询与连接条件相匹配的数据。根据所使用的比较方式不同，内连接分为等值连接、自然连接和自连接三种。

语句1：隐式的内连接，没有INNER JOIN，形成的中间表为两个表的笛卡尔积。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,C.ID,C.NAME
FROM CUSTOMERS C,ORDERS O
WHERE C.ID=O.CUSTOMER_ID;

语句2：显示的内连接，一般称为内连接，有INNER JOIN，形成的中间表为两个表经过ON条件过滤后的笛卡尔积。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,C.ID,C.NAME
FROM CUSTOMERS C INNER JOIN ORDERS O ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;
语句3和语句4的查询结果。

 

等值连接

使用”=”关系将表连接起来的查询，其查询结果中列出被连接表中的所有列，包括其中的重复列。

SELECT
    PM_ACT_JOB_RLS.*, PM_ACT_RLS.*
FROM
    PM_ACT_JOB_RLS
INNER JOIN PM_ACT_RLS ON PM_ACT_JOB_RLS.RlsPK = PM_ACT_RLS.RlsPK

 

自然连接

等值连接中去掉重复的列，形成的连接。

说真的，这种连接查询没有存在的价值，既然是SQL2标准中定义的，就给出个例子看看吧。自然连接无需指定连接列，SQL会检查两个表中是否相同名称的列，且假设他们在连接条件中使用，并且在连接条件中仅包含一个连接列。不允许使用ON语句，不允许指定显示列，显示列只能用*表示（ORACLE环境下测试的）。对于每种连接类型（除了交叉连接外），均可指定NATURAL。

SELECT
PM_ACT_JOB_RLS.JobPK, PM_ACT_RLS.RlsPK, RlsName 
FROM 
PM_ACT_JOB_RLS 
Natural INNER JOIN PM_ACT_RLS ON PM_ACT_JOB_RLS.RlsPK = PM_ACT_RLS.RlsPK

语句1：
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL INNER JOIN CUSTOMERS C;

语句2：
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C;

语句3：
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL RIGHT OUTER JOIN CUSTOMERS C;

语句4：
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL FULL OUTER JOIN CUSTOMERS C;

 

自连接

 如果在一个连接查询中，设计到的两个表都是同一个表，这种查询称为自连接查询。

--c1、c2逻辑上是两张表，物理上是一张表 SELECT
    c1.CategoryID,
    c1.CategoryName
FROM
    [dbo].[Category] c1
INNER JOIN [dbo].[Category] c2 ON c1.[CategoryID] = c2.[ParentID]

 

联合连接（UNION JOIN）

这是一种很少见的连接方式。Oracle、mysql均不支持，其作用是：找出全外连接和内连接之间差异的所有行。这在数据分析中排错中比较常用。也可以利用数据库的集合操作来实现此功能。
语句1：联合查询（UNION JOIN）例句，还没有找到能执行的SQL环境。
SELECT1 O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O UNION JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID

语句2：语句11在DB2下的等价实现。还不知道DB2是否支持语句11呢！
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O FULL OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID
EXCEPT
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O INNER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;

语句3：语句1在Oracle下的等价实现。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O FULL OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID
MINUS
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O INNER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;

 

2.2 外连接

内连接只返回满足连接条件的数据行，外连接不只列出与连接条件相匹配的行，而是列出左表（左外连接时）、右表（右外连接时）或两个表（全外连接时）中所有符合搜索条件的数据行。

外连接分为左外连接、右外链接、全外连接三种。

1）LEFT JOIN或LEFT OUTER JOIN 
左向外联接的结果集包括 LEFT OUTER子句中指定的左表的所有行，而不仅仅是联接列所匹配的行。如果左表的某行在右表中没有匹配行，则在相关联的结果集行中右表的所有选择列表列均为空值。 
2）RIGHT JOIN 或 RIGHT OUTER JOIN 
右向外联接是左向外联接的反向联接。将返回右表的所有行。如果右表的某行在左表中没有匹配行，则将为左表返回空值。 
3）FULL JOIN 或 FULL OUTER JOIN
完整外部联接返回左表和右表中的所有行。当某行在另一个表中没有匹配行时，则另一个表的选择列表列包含空值。如果表之间有匹配行，则整个结果集行包含基表的数据值。

语句1：左外连接（LEFT OUTER JOIN）
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;

语句2：右外连接（RIGHT OUTER JOIN）
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O RIGHT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;
注意：WHERE条件放在ON后面查询的结果是不一样的。例如：

语句3：WHERE条件独立。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID
WHERE O.ORDER_NUMBER<>‘MIKE_ORDER001‘;

语句4：将语句7中的WHERE条件放到ON后面。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID AND O.ORDER_NUMBER<>‘MIKE_ORDER001‘;

从语句3和语句4查询的结果来看，显然是不相同的，语句8显示的结果是难以理解的。因此，推荐在写连接查询的时候，ON后面只跟连接条件，而对中间表限制的条件都写到WHERE子句中。

 

全外连接（FULL OUTER JOIN）

注意：MySQL是不支持全外的连接的，这里给出的写法适合Oracle和DB2。但是可以通过左外和右外求合集来获取全外连接的查询结果。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O FULL OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;

左外和右外的合集

实际上查询结果和上面的全外连接语句是相同的
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID
UNION
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,O.CUSTOMER_ID,C.ID,C.NAME
FROM ORDERS O RIGHT OUTER JOIN CUSTOMERS C ON C.ID=O.CUSTOMER_ID;

 

2.3 交叉连接

交叉连接（CROSS JOIN）：有两种，显式的和隐式的。不带ON子句，返回的是两表的乘积，也叫笛卡尔积。

语句1：隐式的交叉连接，没有CROSS JOIN。
SELECT O.ID, O.ORDER_NUMBER, C.ID, C.NAME
FROM ORDERS O , CUSTOMERS C
WHERE O.ID=1;

语句2：显式的交叉连接，使用CROSS JOIN。
SELECT O.ID,O.ORDER_NUMBER,C.ID,
C.NAME
FROM ORDERS O CROSS JOIN CUSTOMERS C
WHERE O.ID=1;
语句1和语句2的结果是相同的

 

1.4 例子

(一) 示例1

a表		b表
id	name	id	job	parent_id
1	张3	1	23	1
2	李四	2	34	2
3	王武	3	34	4

1） 内连接 
select a.*,b.* from a inner join b on a.id=b.parent_id 
结果是 
1 张3 1 23 1 
2 李四 2 34 2 

2）左连接 
select a.*,b.* from a left join b on a.id=b.parent_id 
结果是 
1 张3 1 23 1 
2 李四 2 34 2 
3 王武 null 

3） 右连接 
select a.*,b.* from a right join b on a.id=b.parent_id 
结果是 
1 张3 1 23 1 
2 李四 2 34 2 
null 3 34 4 

4） 完全连接 
select a.*,b.* from a full join b on a.id=b.parent_id 
结果是 
1 张3 1 23 1 
2 李四 2 34 2 
null 　　 3 34 4 
3 王武 null

 

(二) 示例2

数据库版本：Oracle

表TESTA,TESTB,TESTC，各有A, B两列

A．内连接

内连接，即最常见的等值连接，例：

SELECT * 

FROM TESTA,TESTB

WHERE TESTA.A=TESTB.A

结果：

B.外连接

外连接分为左外连接，右外连接和全外连接。

1．  左外连接 left outer join 或者 left join

左外连接就是在等值连接的基础上加上主表中的未匹配数据，例：

SELECT *

FROM TESTA 

LEFT OUTER JOIN TESTB 

ON TESTA.A=TESTB.A

结果：

三个表做左外链接：

SELECT *

FROM TESTA 

LEFT OUTER JOIN TESTB 

ON TESTA.A=TESTB.A

LEFT OUTER JOIN TESTC

ON TESTA.A=TESTC.A

 

 

2． 右外连接 right outer join 或者 right join

右外连接是在等值连接的基础上加上被连接表的不匹配数据

SELECT *

FROM TESTA 

RIGHT OUTER JOIN TESTB 

ON TESTA.A=TESTB.A

 

3.全外连接 full outer join 或者 full join

全外连接是在等值连接的基础上将左表和右表的未匹配数据都加上。

SELECT * 

FROM TESTA 

FULL OUTER JOIN TESTB

ON TESTA.A=TESTB.A

 

二、存储过程与函数等更高级的方式

略

三、总结

（1）内、外连接的区别

仅从定义上看，就可以清晰的分辨出了。

内连接：指连接结果仅包含符合连接条件的行，参与连接的两个表都应该符合连接条件。也就是，返回2个表中完全符合条件的记录，结果集中每个表的字段内容均来自各自的表。

外连接：连接结果不仅包含符合连接条件的行，同时也包含自身不符合条件的行。包括左外连接、右外连接和全外连接。也就是，返回2个表中完全符合条件的记录，再加上2个表中各自的记录，结果集中的字段只有一个表中有记录时，另一个表中的字段均使用空值null填写。

（2）两表连接查询时，选择哪种查询的依据

连接查询是SQL查询的核心，连接查询的连接类型选择依据实际需求。如果选择不当，非但不能提高查询效率，反而会带来一些逻辑错误或者性能低下。
1、 查两表关联列相等的数据用内连接。
2、 Col_L是Col_R的子集时用右外连接。
3、 Col_R是Col_L的子集时用左外连接。
4、 Col_R和Col_L彼此有交集但彼此互不为子集时候用全外。
5、 求差操作的时候用联合查询。
多个表查询的时候，这些不同的连接类型可以写到一块。例如：
SELECT T1.C1,T2.CX,T3.CY
FROM TAB1 T1
INNER JOIN TAB2 T2 ON (T1.C1=T2.C2)
INNER JOIN TAB3 T3 ON (T1.C1=T2.C3)
LEFT OUTER JOIN TAB4 ON(T2.C2=T3.C3);
WHERE T1.X >T3.Y;
上面这个SQL查询是多表连接的一个示范。