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[数据库]深入理解SQL的四种连接


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本篇文章是对SQL中的四种连接-左外连接、右外连接、内连接、全连接进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下



1、内联接(典型的联接运算,使用像 =  或 <> 之类的比较运算符)。包括相等联接和自然联接。    
内联接使用比较运算符根据每个表共有的列的值匹配两个表中的行。例如,检索 students和courses表中学生标识号相同的所有行。  
   
2、外联接。
外联接可以是左向外联接、右向外联接或完整外部联接。    
在 FROM子句中指定外联接时,可以由下列几组关键字中的一组指定:    
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。  

3、交叉联接  
交叉联接返回左表中的所有行,左表中的每一行与右表中的所有行组合。交叉联接也称作笛卡尔积。   
FROM 子句中的表或视图可通过内联接或完整外部联接按任意顺序指定;但是,用左或右向外联接指定表或视图时,表或视图的顺序很重要。有关使用左或右向外联接排列表的更多信息,请参见使用外联接。    

例子:  
-------------------------------------------------
  a表     id   name     b表     id   job   parent_id  
              1   张3                   1     23     1  
              2   李四                 2     34     2  
              3   王武                 3     34     4      
  a.id同parent_id   存在关系  
--------------------------------------------------   
 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
--------------------------------------------------------------------------------------------一、交叉连接(CROSS JOIN)
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。
例如:下面的语句1和语句2的结果是相同的。

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,查询结果如下:

二、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)。
例如:下面的语句3和语句4的结果是相同的。

语句3: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4: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:

三、外连接(OUTER JOIN):外连不但返回符合连接和查询条件的数据行,还返回不符合条件的一些行。外连接分三类:左外连接(LEFT OUTER JOIN)、右外连接(RIGHT OUTER JOIN)和全外连接(FULL OUTER JOIN)。
三者的共同点是都返回符合连接条件和查询条件(即:内连接)的数据行。不同点如下:
左外连接还返回左表中不符合连接条件单符合查询条件的数据行。
右外连接还返回右表中不符合连接条件单符合查询条件的数据行。
全外连接还返回左表中不符合连接条件单符合查询条件的数据行,并且还返回右表中不符合连接条件单符合查询条件的数据行。全外连接实际是上左外连接和右外连接的数学合集(去掉重复),即“全外=左外 UNION 右外”。
说明:左表就是在“(LEFT OUTER JOIN)”关键字左边的表。右表当然就是右边的了。在三种类型的外连接中,OUTER 关键字是可省略的。

下面举例说明:
语句5: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6: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7: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8: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7和语句8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。

语句9:全外连接(FULL OUTER JOIN)。
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;
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。下图是上面SQL在Oracle下执行的结果:

语句10:左外和右外的合集,实际上查询结果和语句9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;
语句9和语句10的查询结果是相同的,如下:

四、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11:联合查询(UNION JOIN)例句,还没有找到能执行的SQL环境。
SELECT 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12: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13:语句11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;
查询结果如下:

五、自然连接(NATURAL INNER JOIN):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。下面给出几个例子。
语句14:
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL INNER JOIN CUSTOMERS C;

语句15:
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL LEFT OUTER JOIN CUSTOMERS C;

语句16:
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL RIGHT OUTER JOIN CUSTOMERS C;

语句17:
SELECT *
FROM ORDERS O NATURAL FULL OUTER JOIN CUSTOMERS C;

六、SQL查询的基本原理:两种情况介绍。
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。

七、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。

八、总结
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。下面总结一下两表连接查询选择方式的依据:
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。