6. 多表查询

6.1 一个案例引入多表查询

现在有两张表employees和department。

现在的要求是

1. # 查询每个员工的姓名和对应的部门名称
2. SELECT last_name, department_name
3. FROM employees, departments;
4. # 部分结果举例
5. /*
6. | Gietz       | Payroll              |
7. | Gietz       | Recruiting           |
8. | Gietz       | Retail Sales         |
9. | Gietz       | Government Sales     |
10. | Gietz       | IT Helpdesk          |
11. | Gietz       | NOC                  |
12. | Gietz       | IT Support           |
13. | Gietz       | Operations           |
14. | Gietz       | Contracting          |
15. | Gietz       | Construction         |
16. | Gietz       | Manufacturing        |
17. | Gietz       | Benefits             |
18. | Gietz       | Shareholder Services |
19. | Gietz       | Control And Credit   |
20. | Gietz       | Corporate Tax        |
21. | Gietz       | Treasury             |
22. | Gietz       | Accounting           |
23. | Gietz       | Finance              |
24. | Gietz       | Executive            |
25. | Gietz       | Sales                |
26. | Gietz       | Public Relations     |
27. | Gietz       | IT                   |
28. | Gietz       | Shipping             |
29. | Gietz       | Human Resources      |
30. | Gietz       | Purchasing           |
31. | Gietz       | Marketing            |
32. | Gietz       | Administration       |
33. +-------------+----------------------+
34. 2889 rows in set (1.04 sec)
35. */

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从结果上看最终查询的数量是 employees表的行数 * departments表的行数 (107 * 27 )。

那么为什么会出现这种现象呢？

笛卡尔积

这里需要引入笛卡尔积的概念，什么是笛卡尔积呢？

从图中可以看出，笛卡尔积就是所有可能性结果，也称之为交叉连接，英文是CROSS JOIN，SQL99中也是使用CROSS JOIN来表示交叉连接，作用就是可以将任意表进行连接，哪怕两张表不相关。
笛卡尔积错误的产生

• 省略多个表的连接条件
  
• 连接条件无效
  
• 所有表中的所有行互相连接
  

为了避免笛卡尔积的条件，需要用WHERE加入有效的连接条件

1. # 查询每个员工的姓名和对应的部门名称
2. SELECT last_name, department_name
3. FROM employees, departments
4. WHERE employees.department_id = departments.department_id;

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6.2 多表查询的分类

等值连接 VS 非等值连接

等值连接

利用一张表的某列的值和另外一张表中某列的值相等的关系，把多余的数据过滤掉
刚才的查询就是一个典型的等值连接

1. # 查询每个员工的姓名和对应的部门名称
2. SELECT last_name, department_name
3. FROM employees, departments
4. WHERE employees.department_id = departments.department_id;

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• 多个条件可以用逻辑运算符连接起来
  
• 如果两个表中有相同的列名，这个时候需要带上表名.区分，可以给 表取名然后用别名区分
  

  注：如果给表起了别名，过了条件中只能使用别名，不能使用原来的表名
  

  
  
• 多个表连接需要更多的条件，N个表连接至少愮用N-1个条件
  

非等值连接

除了利用相等，还可以利用范围条件实现两个表的查询。

1. # 查询所有员工的工资等级
2. SELECT e.last_name, e.salary, j.grade_level
3. FROM employees e, job_grades j
4. WHERE e.salary BETWEEN j.lowest_sal AND j.highest_sal;

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自连接 VS 非自连接

• table1和table2本质上是同一张表，只是取别名的方式虚拟成两张表代表不同的意义，然后两张表再进行内连接，外连接等查询，这就是自连接。
  

1. # 查询employees表，返回“Xxx works for Xxx”
2. SELECT CONCAT(worker.last_name," works for ",manager.last_name)
3. FROM employees worker, employees manager
4. WHERE worker.manager_id = manager.employee_id;
6. # 查询出last_name为 ‘Chen’ 的员工的 manager 的信息
7. SELECT manager.*
8. FROM employees worker, employees manager
9. WHERE worker.last_name = 'Chen' AND worker.manager_id = manager.employee_id;

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内连接 VS 外连接


刚才上面的查询都是内连接

• 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和另一个表不匹配的行
  
• 外连接：两个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，结果表中相对应的列为NULL
  
• 如果是左外连接，则连接条件中的左边的表为主表，右边的表为从表
  如果是左外连接，则连接条件中的右边的表为主表，左边的表为从表
  

6.3 多表查询的实现

基本语法

1. # 使用JOIN ON子句创建连接
2. SELECT table1.column, table2.column,table3.column
3. FROM table1
4.         JOIN table2 ON table1 和 table2 的连接条件
5.                 JOIN table3 ON table2 和 table3 的连接条件

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内连接(INNER JOIN)的实现

• 语法
  1. SELECT 字段列表
  2. FROM A表 INNER JOIN B表
  3. ON 关联条件
  4. WHERE 等其他子句;

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• 练习
  继续用刚才的等值连接的题目
  1. # 查询每个员工的姓名和对应的部门名称
  2. SELECT last_name, department_name
  3. FROM employees INNER JOIN departments
  4. ON employees.department_id = departments.department_id;
  6. # INNER JOIN可以省略成JOIN
  7. # 查询员工工号以及对应的工作城市和工作部门
  8. SELECT employee_id, city, deparment_name
  9. FROM employees e JOIN departments d
  10. ON e.department_id = d.department_id
  11. JOIN ON locations l
  12. ON d.location_id = l.location_id;

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​
外连接(OUTER JOIN)的实现

• 语法
  1. # 左外连接，A表是主表，最终结果包含A表所有内容
  2. SELECT 字段列表
  3. FROM A表 LEFT OUTER JOIN B表
  4. ON 关联条件
  5. WHERE 等其他子句;
  7. # 右外连接，B表是主表，最终结果包含B表所有内容
  8. SELECT 字段列表
  9. FROM A表 RIGHT OUTER JOIN B表
  10. ON 关联条件
  11. WHERE 等其他子句;

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  和刚才一样，这里的OUTER可以省略
  

  
  
• 举例
  1. # 左外连接
  2. # 查询所有员工对应的部门和部门名称
  3. SELECT e.last_name, e.employee_id, d.department_id, department_name
  4. FROM employees e LEFT JOIN departments d
  5. ON e.department_id = d.department_id;
  7. /*
  8. 有一条数据是没有部门的但是还会在查询结果中
  9. | Grant       |         178 | NULL          | NULL             |
  10. */
  12. # 右外连接
  13. # 查询部门对应的员工
  14. SELECT e.last_name, e.employee_id, d.department_id, department_name
  15. FROM employees e RIGHT JOIN departments d
  16. ON e.department_id = d.department_id;
  18. /*
  19. 有几个部门没有员工也会在查询结果中
  20. | NULL        | NULL        |           120 | Treasury             |
  21. | NULL        | NULL        |           130 | Corporate Tax        |
  22. | NULL        | NULL        |           140 | Control And Credit   |
  23. | NULL        | NULL        |           150 | Shareholder Services |
  24. | NULL        | NULL        |           160 | Benefits             |
  25. | NULL        | NULL        |           170 | Manufacturing        |
  26. | NULL        | NULL        |           180 | Construction         |
  27. | NULL        | NULL        |           190 | Contracting          |
  28. | NULL        | NULL        |           200 | Operations           |
  29. | NULL        | NULL        |           210 | IT Support           |
  30. | NULL        | NULL        |           220 | NOC                  |
  31. | NULL        | NULL        |           230 | IT Helpdesk          |
  32. | NULL        | NULL        |           240 | Government Sales     |
  33. | NULL        | NULL        |           250 | Retail Sales         |
  34. | NULL        | NULL        |           260 | Recruiting           |
  35. | NULL        | NULL        |           270 | Payroll              |
  36. */

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• 满外连接
  
  
  
  • FULL OUTER JOIN 就是满外连接，所有的查询结果都会在出现，无论左边右边的表是否有对应结果
    
  • MYSQL不支持FULL JOIN，采用 UNION替代
    
  
  

UNION

UNION有两种查询，分别是UNION和UNION ALL

• UNION操作
  返回两个结果集的并集，并且去掉重复记录
  
• UNION ALL操作
  返回两个结果集的并集，不去掉重复记录
  

UNION ALL所需要的资源比UNION少，如果确定结果没有重复记录，建议使用UNION ALL，提高数据查询速度。

练习

1. # 查询部门编号>90或邮箱包含a的员工信息
2. # 直接查询
3. SELECT * FROM employees e
4. WHERE e.department_id > 90 OR e.email LIKE "%a%";
5. # UNION查询
6. SELECT * FROM employees e1
7. WHERE e1.email LIKE "%a%"
8. UNION
9. SELECT * FROM employees e2
10. WHERE e2.department_id > 90;
12. # 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
13. # 表t_chinamale 和 表 t_usmale
14. SELECT id,cname FROM t_chinamale WHERE csex='男'
15. UNION ALL
16. SELECT id,tname FROM t_usmale WHERE tGender='male';

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6.4 7种SQL JOIN的实现

1. # 还是拿员工表和部门表作为例子
3. # 左上角 左外连接
4. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
5. FROM employees e LEFT JOIN departments d
6. ON e.department_id = d.department_id;
7. # 右上角 右外连接
8. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
9. FROM employees e RIGHT JOIN departments d
10. ON e.department_id = d.department_id;
11. # 中间图内连接
12. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
13. FROM employees e JOIN departments d
14. ON e.department_id = d.department_id;
16. # 左下图 这个就是两个集合的并集用UNION就可以处理
17. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
18. FROM employees e LEFT JOIN departments d
19. ON e.department_id = d.department_id
20. UNION
21. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
22. FROM employees e RIGHT JOIN departments d
23. ON e.department_id = d.department_id;

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其余四个需要一定的解释，但是拿出来说
先说左中图和右中图，两个是一致的只是最终的结果是相反的
现在以左中图作为例子，实质上结果是 A - A∩B，

1. # 左中图  A - A∩B
2. # 可以先查询出A的外连接
3. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
4. FROM employees e LEFT JOIN departments d
5. ON e.department_id = d.department_id
6. WHERE d.department_id IS NULL; # 在这里需要删掉B为NULL的时候

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这里有的同学可能会误解为什么是判断B表的字段是不是NULL为什么不是A表的？
这里解释一下，JOIN之后的操作实质上就是从笛卡尔集中取出数据，那么在查询出A表的外连接的时候，表会变成什么样呢，可以一起来看看

可能有人会说，这里A表B表的字段都是NULL，为什么不判断B表的呢？
在这里我想说的是，这里尚硅谷给的例子比较特殊，用的是外键去判断，如果这里的条件不是用等值的外键去判断呢，假设A没有这个字段，是不是只有B才有这个字段，也就是说当前获取的集合里面只能通过B表去判断是否为NULL！！！

同理

1. # 右中图 B - A∩B
2. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
3. FROM employees e RIGHT JOIN departments d
4. ON e.department_id = d.department_id
5. WHERE e.department_id IS NULL; # 在这里需要删掉B为NULL的时候

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剩下的左下图就是两个的并集

1. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
2. FROM employees e LEFT JOIN departments d
3. ON e.department_id = d.department_id
4. WHERE d.department_id IS NULL
5. UNION
6. SELECT e.employee_id, e.last_name, department_name
7. FROM employees e RIGHT JOIN departments d
8. ON e.department_id = d.department_id
9. WHERE e.department_id IS NULL;

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6.5 SQL99的新特性

自然连接

自然连接就是NATURAL JOIN ，自然连接会自动匹配两张表的相同字段，然后进行等值连接

1. # 正常内连接写法
2. SELECT employee_id,last_name,department_name
3. FROM employees e JOIN departments d
4. ON e.`department_id` = d.`department_id`
5. AND e.`manager_id` = d.`manager_id`;
7. # 使用自然连接
8. SELECT employee_id,last_name,department_name
9. FROM employees e NATURAL JOIN departments d;

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USING连接

USING连接和自然连接很接近，自然连接时自动匹配所有相同字段，USING是指定一个相同字段

1. # 内连接
2. SELECT employee_id,last_name,department_name
3. FROM employees e ,departments d
4. WHERE e.department_id = d.department_id;
6. # 使用USING后
7. SELECT employee_id,last_name,department_name
8. FROM employees e JOIN departments d
9. USING (department_id);

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注：可以看出来内连接和刚才的等值连接很像，只是所使用的语法不同，其实从实质上两个可以理解成相同的，在SQL92规范中，内连接就是等值连接，而外连接只需要用+，但是MySQL不支持这种写法，现在的SQL99虽然写起来繁琐，但是比较好分辨。

1. #左外连接
2. SELECT last_name,department_name
3. FROM employees ,departments
4. WHERE employees.department_id = departments.department_id(+);
5. #右外连接
6. SELECT last_name,department_name
7. FROM employees ,departments
8. WHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;

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