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第06章 MySQL多表查询

发布时间:2021-11-23 07:00:09

原标题:第06章 MySQL多表查询

第06章 MySQL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:

#案例:查询员工的姓名及其部门名称SELECT last_name, department_nameFROM employees, departments;

查询结果:

+-----------+----------------------+| last_name | department_name  |+-----------+----------------------+| King  | Administration  || King  | Marketing   || King  | Purchasing   || King  | Human Resources  || King  | Shipping    || King  | IT     || King  | Public Relations  || King  | Sales    || King  | Executive   || King  | Finance    || King  | Accounting   || King  | Treasury    |...| Gietz  | IT Support   || Gietz  | NOC     || Gietz  | IT Helpdesk   || Gietz  | Government Sales  || Gietz  | Retail Sales   || Gietz  | Recruiting   || Gietz  | Payroll    |+-----------+----------------------+2889 rows in set (0.01 sec)

分析错误情况:

SELECT COUNT(employee_id) FROM employees;#输出107行SELECT COUNT(department_id)FROM departments;#输出27行SELECT 107*27 FROM dual;

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:

#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.columnFROM	table1, table2WHERE	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_nameFROM employees, departmentsWHERE 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. 多表查询分类讲解

分类1:等值连接 vs 非等值连接

等值连接

SELECT employees.employee_id, employees.last_name,  employees.department_id, departments.department_id,  departments.location_idFROM employees, departmentsWHERE 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。
SELECT employees.last_name, departments.department_name,employees.department_idFROM employees, departmentsWHERE 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。

SELECT e.employee_id, e.last_name, e.department_id,  d.department_id, d.location_idFROM employees e , departments dWHERE 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。

阿里开发规范

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,就会抛异常。

正例select t1.name from table_first as t1 , table_second as t2 where t1.id=t2.id;

反例:在某业务中,由于多表关联查询语句没有加表的别名(或表名)的限制,正常运行两年后,最近在 某个表中增加一个同名字段,在预发布环境做数据库变更后,线上查询语句出现出 1052 异常:Column 'name' in field list is ambiguous。

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。

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

非等值连接

SELECT e.last_name, e.salary, j.grade_levelFROM employees e, job_grades jWHERE e.salary BETWEEN j.lowest_sal AND j.highest_sal;

分类2:自连接 vs 非自连接

  • 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。

题目:查询employees表,返回“Xxx works for Xxx”

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

练习:查询出last_name为 ‘Chen’ 的员工的 manager 的信息。

分类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

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_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id = departments.department_id(+);#右外连接SELECT last_name,department_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;
  • 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. 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.columnFROM 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:

    for t1 in table1: for t2 in table2:  if condition1:   for t3 in table3:    if condition2:     output t1 + t2 + t3

    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;

题目1:

SELECT e.employee_id, e.last_name, e.department_id,  d.department_id, d.location_idFROM employees e JOIN departments dON  (e.department_id = d.department_id);

题目2:

SELECT employee_id, city, department_nameFROM employees e JOIN departments dON  d.department_id = e.department_id JOIN locations lON  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ASELECT 字段列表FROM A表 LEFT 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_nameFROM employees eLEFT OUTER JOIN departments dON (e.department_id = d.department_id) ;

3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

  • 语法:
#实现查询结果是BSELECT 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_nameFROM employees eRIGHT OUTER JOIN departments dON (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 table1UNION [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1SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%' OR department_id>90;
#方式2SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%'UNIONSELECT * 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 ALLSELECT id,tname FROM t_usmale WHERE tGender='male';

5. 7种SQL JOINS的实现

5.7.1 代码实现

#中图:内连接 A∩BSELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
#左上图:左外连接SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
#右上图:右外连接SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
#左中图:A - A∩BSELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`WHERE d.`department_id` IS NULL
#右中图:B-A∩BSELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON 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∪BSELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`WHERE d.`department_id` IS NULLUNION ALL #没有去重操作,效率高SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON 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_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`WHERE d.`department_id` IS NULLUNION ALLSELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON 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∩Bselect 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∩Bselect 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Bselect 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unionselect 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_nameFROM employees e JOIN departments dON 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_nameFROM 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_nameFROM employees e JOIN departments dUSING (department_id);

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_nameFROM employees e ,departments dWHERE 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_titleFROM 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。

来源:阿里巴巴《Java开发手册》

附录:常用的 SQL 标准有哪些

在正式开始讲连接表的种类时,我们首先需要知道 SQL 存在不同版本的标准规范,因为不同规范下的表连接操作是有区别的。

SQL 有两个主要的标准,分别是 SQL92SQL99。92 和 99 代表了标准提出的时间,SQL92 就是 92 年提出的标准规范。当然除了 SQL92 和 SQL99 以外,还存在 SQL-86,SQL-89,SQL:2003,SQL:2008,SQL:2011 和 SQL:2016 等其他的标准。

这么多标准,到底该学习哪个呢?实际上最重要的 SQL 标准就是 SQL92 和 SQL99。一般来说 SQL92 的形式更简单,但是写的 SQL 语句会比较长,可读性较差。而 SQL99 相比于 SQL92 来说,语法更加复杂,但可读性更强。我们从这两个标准发布的页数也能看出,SQL92 的标准有 500 页,而 SQL99 标准超过了 1000 页。实际上从 SQL99 之后,很少有人能掌握所有内容,因为确实太多了。就好比我们使用 WindowsLinux 和 Office 的时候,很少有人能掌握全部内容一样。我们只需要掌握一些核心的功能,满足日常工作的需求即可。

SQL92 和 SQL99 是经典的 SQL 标准,也分别叫做 SQL-2 和 SQL-3 标准。也正是在这两个标准发布之后,SQL 影响力越来越大,甚至超越了数据库领域。现如今 SQL 已经不仅仅是数据库领域的主流语言,还是信息领域中信息处理的主流语言。在图形检索,图像检索以及语音检索中都能看到 SQL 语言的使用。


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原标题:第06章 MySQL多表查询

关键词:SQL,mysql

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