MySQL基础-多表查询
一、案例及引入
1、基础概念
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
#案例：查询员工的姓名及其部门名称 SELECT last_name, department_name FROM employees, departments;
说明：上述多表查询中出现的问题称为：笛卡尔积的错误，结果是将每个员工分配了所有的部门所产生的
2、笛卡尔积的理解
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
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
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;
注：在表中有相同列时，在列名之前加上表名前缀
二、多表查询的分类
1、等值连接 vs 非等值连接
- 等值连接：
SELECT last_name, department_name FROM employees, departments WHERE employees.department_id = departments.department_id;
注：多个表中有相同列时，必须在列名之前加上表名前缀
- 连接多个表 ：
SELECT e.last_name,d.department_name,j.job_id FROM employees e,departments d,jobs j#给表取别名 WHERE e.`department_id`=d.`department_id` AND e.`job_id`=j.`job_id`;
注意：
- 使用别名可以简化查询，给表取别名后select和where字段中必须使用对应表的别名
- 列名前使用表名前缀可以提高查询效率
- 连接 n个表,至少需要n-1个连接条件
- 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;
2、自连接 vs 非自连接
一般来说我们都是用的非自连接，自连接连接的值都是在同一张表中
说明：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
SELECT worker.last_name worker_name,manager.last_name manager FROM employees worker,employees manager WHERE worker.`manager_id`=manager.`employee_id`;
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：创建内连接
SELECT last_name, department_name FROM employees, departments WHERE employees.department_id = departments.department_id;
- SQL92：使用(+)创建外连接
- 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
- 而且在 SQL92 中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）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;
- SQL99语法实现多表查询：
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
注：该嵌套逻辑类似我们使用的 FOR 循环，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
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
- SQL99创建内连接:
SELECT 字段列表 FROM A表 INNER JOIN B表 ON 关联条件 WHERE 等其他子句;
示例：
SELECT e.`employee_id`,e.`last_name`,d.`department_id`,d.`department_name` FROM employees e JOIN departments d ON e.`department_id`=d.`department_id`;
- SQL99创建外连接:
语法：
#实现查询结果是A SELECT 字段列表 FROM A表 LEFT/RIGHT JOIN B表 ON 关联条件 WHERE 等其他子句;
- 左外连接：
- 右外连接：
- 满外连接：
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
三、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
- 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
语法格式：
SELECT column,... FROM table1 UNION [ALL] SELECT column,... FROM table2
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
四、7种SQL JOINS的实现
#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 或者 右中图 + 左上图 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
五、SQL99语法新特性
- 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;
- 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);
USING 指定了具体的相同的字段名称，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;
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
