MySQL数据库10——多表连接查询

数据如果在多个表里面，需要进行连接查询。

一般在pandas里面merge合并会用到一个索引，按这个索引的规则进行合并叫做有规则的等值连接。若不按规则连接，遍历两两组合的所有可能性，叫做笛卡尔积。

笛卡尔积连接

通常人们都会设置连接规则，但无条件连接所得到的笛卡尔积有时也非常有用。例如下面的例子。

使用student表和course表的笛卡尔积，生成一个必修课成绩表（bxk_score）的内容，要求是每个学生都应该选择所有的必修课。

CREATE TABLE bxk_score AS
SELECT student.ID as 学号, student.name AS 姓名, course.ID AS 课号, course.course AS 课名
FROM student, course WHERE course.type='必修'
ORDER BY 学号, 课号;

运行上面的查询语句后，会生成bxk_Score表，对其执行查询语句如下。

SELECT * FROM bxk_score;

本例使用笛卡尔积，自动生成了bxk_Score表的大部分内容。当然，该表还应该有一个“成绩”字段。该字段的添加可以在后期通过修改表结构的方法解决。

（1）创建一个临时表bbb，该表只有一个数值字段“成绩”。创建表的SQL语句如下所示。

（2）向bbb表插入记录，插入语句如下所示。

（3）修改SELECT语句如下所示。

CREATE TABLE bbb(score int);
INSERT INTO bbb(score) VALUES (0);
CREATE TABLE bxk_score AS
SELECT student.ID as 学号, student.name AS 姓名, course.ID AS 课号, course.course AS 课名,bbb.score
FROM student, course ,bbb WHERE course.type='必修'
ORDER BY 学号,课号;

使用两表连接查询数据

数据库操作中，比起使用笛卡尔积，使用有连接规则的连接查询会更频繁一些。下面通过一个例子介绍两表连接查询的具体使用方法。

查询名叫“张三”的学生的所有课程的平时成绩和考试成绩。

分析：student表中有学生姓名，但没有成绩，而存储成绩的score表中有成绩，但没有姓名，不过这两个表都有一个共同字段——学号，所以可以将这两个表连接起来进行查询，

SELECT student.ID AS 学号, student.name AS 姓名, score.c_id AS 课号,score.result2 AS 平时成绩, score.result1 AS 考试成绩
FROM student, score WHERE student.name = '张三' AND student.ID=score.s_id
ORDER BY score.result1 DESC,score.result2 DESC;

多表连接查询

继续上一节的话题，因为用户更希望看到课名，而不是课号，所以必须将存有课名的Course表也连接到Student和Score表上。

查询名叫“张三”的学生的所有课程的平时成绩和考试成绩。

分析：在上一节中，已经知道了Student和Score表可以用共同拥有的学号字段进行连接。接下来的问题是将Course表连接到上述两个表上。由于Student表和Course表没有共同字段所以不能连接，但是Score表和Course表有共同字段——课号，因此Score表和Course表可以连接，如此以来，经过Score表的搭桥，上述三个表就可以连接了，请参考下图所示。

SELECT  student.ID AS 学号, student.name AS 姓名, course.course AS 课名, score.result2 AS 平时成绩, score.result1 AS 考试成绩
FROM    student, score, course
WHERE   student.name = '张三' AND student.ID=score.s_id AND score.c_id=course.id
ORDER BY score.result1 DESC,score.result2 DESC;

成功把课程代码换成课程名称了。

使用表别名简化语句

在前面曾经介绍过给字段起别名的方法，其实给表起别名与其非常类似。在FROM子句中，在表名的后面加上关键字“AS”和别名即可。例如，下面的查询语句使用表别名简化了上一小节例的查询语句。

SELECT a.ID AS 学号, a.name AS 姓名, c.course AS 课名, b.result2 AS 平时成绩, b.result1 AS 考试成绩 
FROM student AS a,score AS b,course AS c
WHERE a.name = '张三' AND a.ID=b.s_id AND b.c_id=c.ID
ORDER BY b.result1 DESC,b.result2 DESC;

例查询“计算机基础” 课程，考试成绩大于等于90分的学生的学号、姓名、系别和考试成绩，并按考试成绩降序排序。

分析：课程名称在course表中，成绩在score表中，而姓名、系别在student表中，因此想要得到本例要求的结果，则必须对course、score和student三个表进行连接查询。

SELECT st.ID AS 学号, st.name AS 姓名, st.institute AS 所属院系, s.result1 AS 考试成绩
FROM score AS s,course AS c,student AS st
WHERE c.course='计算机基础' AND s.result1>=90 AND s.c_id=c.ID AND st.ID= s.s_id
ORDER BY s.result1 DESC;

使用INNER JOIN连接查询

因此在ANSI SQL规范中建议使用INNER JOIN进行多表连接。如此以来，WHERE子句中就不用再放置连接规则，而只放置查询条件就可以了。使用INNER JOIN连接n个表的语法格式如下所示。

SELECT  *(或字段列表) FROM   表名1
INNER JOIN 表名2
ON  接规则
INNER JOIN 表名3
ON  连接规则
……
INNER JOIN 表名n
ON  连接规则

其中，关键字“ON”之后是连接表的规则。

下面通过一个具体例题介绍INNER JOIN的用法。

例查询所有考过“心理学” 课程的学生的学号、姓名、系别、“心理学”的平时成绩和考试成绩。

SELECT st.ID AS 学号, st.name AS 姓名, st.institute AS 所属院系, s.result2 AS 平时成绩, s.result1 AS 考试成绩
FROM score AS s
INNER JOIN course AS c   ON s.c_id=c.ID
INNER JOIN student AS st ON st.ID= s.s_id
WHERE c.course='心理学' ORDER BY s.result1 DESC;

对应的WHERE语句：运行结果和上面相同。

SELECT  st.ID AS 学号, st.name AS 姓名, st.institute AS 所属院系, s.result2 AS 平时成绩, s.result1 AS 考试成绩
FROM   score AS s, course AS c, student AS st
WHERE  c.course='心理学' AND s.c_id=c.ID AND st.ID=s.s_id
ORDER BY s.result1 DESC;

高级连接查询

自连接查询存

首先通过一个例题说明自连接查询存在的价值，其次介绍自连接查询的使用方法。

从student表中，查询“张三”所在院系的所有学生的信息。

分析：按照以前所学的知识，完成本例的查询任务需要两次查询，首先查询“张三”所在的院系是哪个院系，其次才能查询属于该院系的所有学生的信息。

（1）查询“张三”所在的院系名称。

SELECT  institute AS 所属院系
FROM   student
WHERE  name='张三‘

（2）根据上面查询，知道“张三”在中文系学习，下面查询“中文系”所有学生信息。

SELECT  * FROM   student
WHERE institute='中文系‘

上面两条语句可以一句话自连接查询完成，因为自连接查询可以用一条SELECT语句完成本例的查询任务。具体查询语句如下所示。

SELECT st1.* FROM student AS st1, student AS st2
WHERE st1.institute= st2.institute
AND st2.name='张三';

为了强调连接规则的设置，下面再看一个例题。

例从student表中查询与“吴刚”来源地相同的所有学生学号、姓名和所属院系。

SELECT st1.ID AS 学号, st1.name AS 姓名, st1.institute AS 所属院系
FROM student AS st1, student AS st2
WHERE st2.name='吴刚'
AND st1.origin=st2.origin;

内连接查询存

有规则的连接都属于内连接。内连接包括等值连接、自然连接、和不等值连接。

一、等值连接

前面几节的内容中，连接规则由等于号（=）组合而成，例如，st1.institute= st2.institute，并且列出两个表中所有字段的连接，即SELECT子句中使用星号（*）通配符的连接就属于等值连接。关于等值连接，由于前面的例子已经足够，因此不再具体举例说明。

二、自然连接

在等值连接的基础上稍加改动即可得到自然连接，等值连接将两个表中的所有字段全部列出，而自然连接则不将相同的字段显示两次，即在SELECT子句中列出需要显示的字段列表。

三、不等值连接

不等值连接的连接规则由等于号以外的运算符组成，例如，由>、>=、<、<=、<>或BETWEEN等。下面通过一个例题介绍不等值连接的使用方法。首先创建一个将要使用的年代对照表（nddzb），其创建语句和插入记录的语句分别如下所示。

例从student表中，查询所有学生的出生年代。

分析：要完成此查询任务，需要将student表和nddzb连接起来，但是这两个表没有共同字段，所以没办法使用等值连接，而根据题意可以使用不等值连接。连接规则是如果student表的出生日期在nddzb的起始年份和终止年份之间就可以连接。

SELECT st.name AS 姓名,st.birthday AS 出生日期, n.年代
FROM student AS st,nddzb AS n
WHERE st.birthday BETWEEN n.起始年份 AND n.终止年份;

外连接查询存

在多表连接查询时，有时希望表的所有记录都被包含进去，即使没能匹配的记录也被查询结果集包含在内。这时，内连接查询已经满足不了需求了，所以应该采用另外一种连接查询方法——外连接查询，例如下图所示。外连接有左外连接、右外连接和全外连接三种。

左外连接

这种连接的规则是将左外连接符号（LEFT OUTER JOIN或LEFT JOIN）左边的表的所有记录都包含到结果集中，而只将右边表中有匹配的记录包含进结果集，例如，如图10.22所示。实现图中左外连接的查询语句如下所示。

对应代码

SELECT  * FROM   t1
LEFT OUTER  JOIN t2
ON  t1.职工号=t2.职工号

通过上图还可以知道，左外连接时，会将左边表的所有记录都会包含到查询结果中，这时，那些没有匹配的左边表的记录会与全部是NULL值的记录连接。

右外连接

这种连接的规则是将右外连接符号（RIGHT OUTER JOIN或RIGHT JOIN）右边的表的所有记录都包含到结果集中，而只将左边表中有匹配的记录才包含进结果集，例如，如图10.23所示。实现图中右外连接的查询语句如下所示。

SELECT  * FROM   t1
RIGHT OUTER JOIN t2
ON  t1.职工号=t2.职工号

全外连接

这种连接的规则是将两个表的所有记录都包含到结果集中，而且，这种连接只有一种FULL OUTER JOIN连接符。例如下图

在MySQL中不支持全外连接，要实现全外连接的效果，可以采用关键字UNION来联合左、右连接，具体查询语句如下：

SELECT  * FROM    t1
        LEFT JOIN t2
        ON  t1.职工号=t2.职工号

UNION
SELECT  * FROM   t1
        RIGHT JOIN t2
        ON  t1.职工号=t2.职工号

交叉连接查询

交叉连接类似笛卡尔积，无规则连接，例如将学生表和课程表连在一起。会生成120条数据。12（学生数量）*10（课程数量）

下面两种方法是相同的结果。

SELECT * FROM student,course;

SELECT * FROM student CROSS JOIN course;

连接查询中使用聚合函数

统计没有考过任何考试的学生人数

SELECT  COUNT(*) AS 没有考任何考试的人数 FROM    student AS st
LEFT OUTER JOIN score AS s ON st.ID=s.s_id
WHERE   s.s_id IS NULL;

组合查询

有时，需要将多个查询语句的结果放到一起，以一个查询结果集的形式将其显示出来。这时就可以使用组合查询，组合查询是使用UNION关键字将多个SELECT查询语句组合起来查询的一种查询方法，其语法格式如下例子所示。

例从student表中，查询来源地为“北京市”或者所属院系为“计科系”或者年龄大于25岁的学生的信息。运行环境为MySQL。

SELECT * FROM student WHERE origin='北京市'
UNION SELECT * FROM student WHERE institute='计科系'
UNION SELECT * FROM student WHERE TIMESTAMPDIFF(YEAR, birthday, CURDATE())>25;

例从student表中，查询来源地为“北京市”或 “江苏省”或“内蒙古自治区”的学生的所属院系信息。

（1）下面的语句使用UNION完成查询任务。

SELECT institute AS 所属院系 FROM student WHERE origin='北京市'
UNION SELECT institute AS 所属院系 FROM student WHERE origin='江苏省'
UNION SELECT institute AS 所属院系 FROM student WHERE origin='内蒙古自治区';

（2）下面的语句使用OR完成查询任务。

SELECT institute AS 所属院系 FROM student
WHERE origin='北京市' OR origin='江苏省' OR origin='内蒙古自治区';

使用UNION时，如果希望不删除重复值，则可以在UNION后加上ALL关键字。

使用UNION的规则

1、每个查询语句应当有相同数量的字段。

在使用UNION组合查询语句时，一定要注意每个单独的SELECT子句内的字段个数一定要相同。如果不同则会出现错误

2、每个查询语句中相应的字段的类型必须相互兼容

在每个查询语句字段个数相等的前提下，相应的字段的类型应当互相兼容。

技巧：当独立查询语句的字段个数不同时，可以在字段个数不够的地方使用常量补位。例如，在上面的第一个SELECT子句中补上一个NULL值，就可以避免错误，具体语句如下所示。

SELECT  ID, name, null
FROM    student
WHERE   origin='北京市'
UNION
SELECT  ID, name, birthday
FROM    student
WHERE   institute='计科系'

使用UNION解决不支持全外连接的问题。

如上面的左连接和右连接合并就是全连接了。

使用UNION得到复杂的统计汇总样式

联合UNION、GROUP BY和聚合函数三者会得到具有很棒的统计汇总样式的查询结果，这也是OR所不能替代的。例如，下面的语句会得到一个具有复杂统计汇总样式的查询结果集。

SELECT s_id AS 学号, c_id AS 课号, result1 AS 考试成绩 FROM score
UNION SELECT s_id AS 学号, '总分：', SUM(result1) FROM score GROUP BY s_id
UNION SELECT s_id, '平均分：', AVG(result1) FROM score
GROUP BY s_id ORDER BY 学号, 课号;

排序组合查询的结果

虽然组合查询中可以有多个单独的SELECT语句，而且每个独立的SELECT语句又都可以拥有自己的WHERE子句、GROUP BY子句和HAVING子句，但是，整个语句中却只能出现一个ORDER BY子句，而且它的位置必须在整个语句的末尾，就是说只能对组合查询最后的结果进行排序，而并不能只对某个单独的SELECT语句的结果进行排序。

SELECT st.name AS 姓名,c.ID AS 课号, c.course AS 课名, s.result1 AS 考试成绩
FROM  score AS s, student AS st,  course AS c
WHERE  s.s_id=st.ID AND s.c_id=c.ID
UNION
SELECT st.name AS 姓名,'999', '总分：',SUM(s.result1) AS 考试成绩
FROM  score AS s, student AS st
WHERE  s.s_id=st.ID
GROUP BY s.s_id,st.name
UNION
SELECT st.name AS 姓名, '999', '平均分：', AVG(s.result1) AS 考试成绩
FROM  score AS s, student AS st
WHERE  s.s_id=st.ID
GROUP BY s.s_id,st.name
ORDER BY 姓名, 课号