第06章_多表查询

讲师：尚硅谷 - 宋红康（江湖人称：康师傅）

官网： http://www.atguigu.com

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_name

FROM 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 .column

FROM table1, table2

WHERE table1 .column 1 = table2 .column 2 ; # 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_name

FROM employees, departments

WHERE 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_id

FROM employees, departments

WHERE 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_id

FROM employees, departments

WHERE 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_id

FROM employees e , departments d

WHERE 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_level

FROM employees e, job_grades j

WHERE 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 manager

WHERE 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_name

FROM employees ,departments

WHERE employees .department_id = departments .department_id (+);

# 右外连接

SELECT last_name,department_name

FROM employees ,departments

WHERE 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 .column

FROM 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_id

FROM employees e JOIN departments d

ON (e .department_id = d .department_id );

题目 2 ：

SELECT employee_id, city, department_name

FROM employees e

JOIN departments d

ON d .department_id = e .department_id

JOIN locations l

ON 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 A

SELECT 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_name

FROM employees e

LEFT OUTER JOIN departments d

ON (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 B

SELECT 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_name

FROM employees e

RIGHT OUTER JOIN departments d

ON (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 table1

UNION [ ALL ]

SELECT column ,... FROM table2

UNION 操作符

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 1

SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%' OR department_id> 90 ;

# 方式 2

SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%'

UNION

SELECT * 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 ALL

SELECT 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 ∩ B

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id` ;

# 左上图：左外连接

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e LEFT JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id` ;

# 右上图：右外连接

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e RIGHT JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id` ;

# 左中图： A - A ∩ B

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e LEFT JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id`

WHERE d. `department_id` IS NULL

# 右中图： B-A ∩ B

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e RIGHT JOIN departments d

ON 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 ∪ B

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e LEFT JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id`

WHERE d. `department_id` IS NULL

UNION ALL # 没有去重操作，效率高

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e RIGHT JOIN departments d

ON 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_name

FROM employees e LEFT JOIN departments d

ON e. `department_id` = d. `department_id`

WHERE d. `department_id` IS NULL

UNION ALL

SELECT employee_id,last_name,department_name

FROM employees e RIGHT JOIN departments d

ON 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 ∩ 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 ;

右中图

# 实现 B - A ∩ B

select 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 B

select 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

union

select 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_name

FROM employees e JOIN departments d

ON 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_name

FROM 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_name

FROM employees e JOIN departments d

USING (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_name

FROM employees e ,departments d

WHERE 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_title

FROM 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 SQL92 和 SQL99 。 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Windows、 Linux 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。