MySQL多表查詢與7種JOINS的實現舉例
目錄
- 前言
- 1.案例多表連接
- 笛卡爾積(或交叉連接)
- 2. 多表查詢分類講解
- 角度1:等值連接與非等值連接
- 角度2:自連接與非自連接
- 角度3:內連接與外連接
- 3. SQL99語法實現多表查詢
- 內連接(INNER JOIN)的實現
- 外連接(OUTER JOIN)的實現
- 4. UNION的使用
- 合并查詢結果
- UNION操作符
- UNION ALL操作符
- 5. 7種SQL JOINS的實現
- 6.SQL99語法新特性
- 自然連接
- USING連接
- 附錄:常用的 SQL 標準有哪些
- 練習題
- 總結
前言
多表查詢,也稱為關聯查詢,指兩個或更多個表一起完成查詢操作。
前提條件:這些一起查詢的表之間是有關系的(一對一、一對多),它們之間一定是有關聯字段,這個關聯字段可能建立了外鍵,也可能沒有建立外鍵。比如:員工表和部門表,這兩個表依靠“部門編號”進行關聯。
1.案例多表連接
案例說明
從多個表中獲取數據:
# 錯誤的實現方式:每個員工都與每個部門匹配了一遍。SELECT employee_id,department_nameFROM employees,departments; # 查詢出2889條記錄
分析錯誤情況:
SELECT COUNT(employee_id) FROM employees;#輸出107行SELECT COUNT(department_id)FROM departments;# 輸出27行SELECT 107*27 FROM dual;
因此把多表查詢中出現的問題稱為:笛卡爾積的錯誤。
笛卡爾積(或交叉連接)
笛卡爾乘積是一個數學運算。假設我有兩個集合 X 和 Y,那么 X 和 Y 的笛卡爾積就是 X 和 Y 的所有可能組合,也就是第一個對象來自于 X,第二個對象來自于 Y 的所有可能。組合的個數即為兩個集合中元素個數的乘積數。
SQL92中,笛卡爾積也稱為交叉連接,英文是 CROSS JOIN
。在 SQL99 中也是使用 CROSS JOIN
表示交叉連接。它的作用就是可以把任意表進行連接,即使這兩張表不相關。
因此上面的代碼可以等價于:
# 錯誤的方式SELECT employee_id,department_nameFROM employees CROSS JOIN departments;# 查詢出2889條記錄
笛卡爾積的錯誤會在下面條件下產生:
- 省略多個表的連接條件(或關聯條件)
- 連接條件(或關聯條件)無效
- 所有表中的所有行互相連接
為了避免笛卡爾積, 可以在 WHERE 加入有效的連接條件。加入連接條件后,查詢語法:
# 在表中有相同列時,在列名之前加上表名前綴。SELECT last_name, department_name, departments.department_id;FROM employees, departments# 連接條件WHERE employees.department_id = departments.department_id;
注意:在表中有相同列時,在列名之前加上表名前綴。
建議:從sql優化的角度,建議多表查詢時,每個字段前都指明其所在的表。
此外,方便起見,表名也可以用別名代替。但是如果給表起了別名,一旦在SELECT或WHERE中使用表名的話,則必須使用表的別名,而不能再使用表的原名。
多個連接條件的拼接需要使用 AND
關鍵字。例如:
SELECT e.employee_id,e.last_name,d.department_name,l.city,e.department_id,l.location_idFROM employees e, departments d, locations lWHERE e.`department_id` = d.`department_id`AND d.`location_id` = l.`location_id`;
如果有 n 個表實現多表的查詢,則需要至少 n-1 個連接條件。
2. 多表查詢分類講解
角度1:等值連接與非等值連接
這里涉及 job_grades
表,通過查詢可知,每個薪水都有其相應的等級區間。
SELECT *FROM job_grades;
這里通過員工表與其相應的區間等級做一個匹配:
SELECT e.last_name,e.salary,j.grade_levelFROM employees e,job_grades jWHERE e.`salary` between j.`lowest_sal` and j.`highest_sal`;# WHERE e.`salary` >= j.`lowest_sal` AND e.`salary` <= j.`highest_sal`;
角度2:自連接與非自連接
當table1和table2本質上是同一張表,只是用取別名的方式虛擬成兩張表以代表不同的意義。然后兩個表再進行內連接,外連接等查詢。
連接的條件是WORKER表中的MANAGER_ID和MANAGER表中的EMPLOYEE_ID相等。
題目:查詢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 ;
CONCAT
的作用是連接字符串。
角度3:內連接與外連接
內連接: 合并具有同一列的兩個以上的表的行, 結果集中不包含一個表與另一個表不匹配的行
外連接: 兩個表在連接過程中除了返回滿足連接條件的行以外還返回左(或右)表中不滿足條件的行 ,這種連接稱為左(或右) 外連接。沒有匹配的行時, 結果表中相應的列為空(NULL)。
如果是左外連接,則連接條件中左邊的表也稱為主表,右邊的表稱為從表。
如果是右外連接,則連接條件中右邊的表也稱為主表,左邊的表稱為從表。
SQL92:使用(+)創建連接
在 SQL92 中采用(+)代表從表所在的位置。即左或右外連接中,(+) 表示哪個是從表。
但是Oracle 對 SQL92 支持,而 MySQL 則不支持 SQL92 的外連接。
# 左外連接SELECT last_name,department_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id = departments.department_id(+);# 右外連接SELECT last_name,department_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;
- 在 SQL92 中,只有左外連接和右外連接,沒有滿(或全)外連接。
3. SQL99語法實現多表查詢
SQL99語法中使用 JOIN …ON 的方式實現多表的查詢。這種方式也能解決外連接的問題。
MySQL是支持此種方式的。
- 可以使用 ON 子句指定額外的連接條件。
- 這個連接條件是與其它條件分開的。
- 關鍵字 JOIN、INNER JOIN、CROSS JOIN 的含義是一樣的,都表示內連接
內連接(INNER JOIN)的實現
SELECT 字段列表
FROM A表 INNER JOIN B表
ON 關聯條件
WHERE 等其他子句;
外連接(OUTER JOIN)的實現
左外連接(LEFT OUTER JOIN)
語法:
SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_nameFROM employees e LEFT OUTER JOIN departments dON (e.department_id = d.department_id) ;
右外連接(RIGHT OUTER JOIN)
語法:
SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_nameFROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments dON (e.department_id = d.department_id) ;
滿外連接(FULL OUTER JOIN)
滿外連接的結果 = 左右表匹配的數據 + 左表沒有匹配到的數據 + 右表沒有匹配到的數據。
- SQL99是支持滿外連接的。使用FULL JOIN 或 FULL OUTER JOIN來實現。
- 但是MySQL不支持FULL JOIN,但是可以用
LEFT JOIN
UNION
RIGHT JOIN
代替。
4. UNION的使用
合并查詢結果
利用UNION關鍵字,可以給出多條SELECT語句,并將它們的結果組合成單個結果集。
- 合并時,兩個表對應的列數和數據類型必須相同,并且相互對應。
- 各個SELECT語句之間使用UNION或UNION ALL關鍵字分隔。
語法格式:
SELECT column,... FROM table1UNION [ALL]SELECT column,... FROM table2
UNION操作符
UNION 操作符返回兩個查詢的結果集的并集,去除重復記錄。由于需要去除重復,因此它的性能相對低一點。
UNION ALL操作符
UNION ALL操作符返回兩個查詢的結果集的并集。對于兩個結果集的重復部分,不去重。
如果明確知道合并數據后的結果數據無重復數據,盡量使用UNION ALL語句,以提高數據查詢的效率。
5. 7種SQL JOINS的實現
代碼實現
中圖:內連接 A ∩ B
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
左上圖:左外連接
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
右上圖:右外連接
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
左中圖:A - 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 NULL
右中圖:B - A ∩ B
這里解釋一下WHERE e.department_id IS NULL
,首先是由右外連接衍生出來的,減去中間交集的部分,然后交際的部分是包含A和B的,只需要用條件從表A為NULL,即可將在B中有A的部分篩掉。
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`WHERE e.`department_id` IS NULL
左下圖:滿外連接,左中圖 + 右上圖 A∪B
SELECT employee_id,last_name,department_name FROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id` WHERE d.`department_id` IS NULLUNION ALL #沒有去重操作,效率高SELECT employee_id,last_name,department_name FROM employees e RIGHT JOIN departments d ON e.`department_id` = d.`department_id`;
右下圖:左中圖 + 右中圖 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
6.SQL99語法新特性
自然連接
可以把自然連接理解為 SQL92 中的等值連接。它會幫你自動查詢兩張連接表中所有相同的字段,然后進行等值連接。
在 SQL92 標準中:
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e JOIN departments dON e.department_id = d.department_idAND e.manager_id = d.manager_id;
在 SQL99 中你可以寫成:
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e NATURAL JOIN departments d;
USING連接
當我們進行連接的時候,SQL99 還支持使用 USING 指定數據表里的同名字段進行等值連接。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);
你能看出與自然連接 NATURAL JOIN 不同的是,USING 指定了具體的相同的字段名稱,你需要在 USING的括號 () 中填入要指定的同名字段。同時使用 JOIN…USING 可以簡化 JOIN ON 的等值連接。它與下面的 SQL 查詢結果是相同的:
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e ,departments dWHERE e.department_id = d.department_id;
總結:表連接的約束條件可以有三種方式:WHERE, ON, USING
- WHERE:適用于所有關聯查詢
- ON :只能和JOIN一起使用,只能寫關聯條件。雖然關聯條件可以并到WHERE中和其他條件一起寫,但分開寫可讀性更好。建議一個JOIN一個ON的寫法。
- USING:只能和JOIN一起使用,而且要求兩個關聯字段在關聯表中名稱一致,而且只能表示關聯字段值相等。
注意:
要控制連接表的數量。多表連接就相當于嵌套 for 循環一樣,非常消耗資源,會讓 SQL 查詢性能下降得很嚴重,因此不要連接不必要的表。在許多 DBMS 中,也都會有最大連接表的限制。
附錄:常用的 SQL 標準有哪些
SQL 存在不同版本的標準規范,因為不同規范下的表連接操作是有區別的。
SQL 有兩個主要的標準,分別是 SQL92 和 SQL99 。92 和 99 代表了標準提出的時間,SQL92 就是 92 年
提出的標準規范。當然除了 SQL92 和 SQL99 以外,還存在 SQL-86、SQL-89、SQL:2003、SQL:2008、
SQL:2011 和 SQL:2016 等其他的標準。
最重要的 SQL 標準就是 SQL92 和 SQL99。一般來說 SQL92 的形式更簡單,但是寫的 SQL 語句會比較長,可讀性較差。而 SQL99 相比于 SQL92 來說,語法更加復雜,但可讀性更強。
SQL92 和 SQL99 是經典的 SQL 標準,也分別叫做 SQL-2 和 SQL-3 標準。也正是在這兩個標準發布之后,SQL 影響力越來越大,甚至超越了數據庫領域。現如今 SQL 已經不僅僅是數據庫領域的主流語言,還是信息領域中信息處理的主流語言,在圖形檢索、圖像檢索以及語音檢索中都能看到 SQL 語言的使用。
練習題
1.顯示所有員工的姓名,部門號和部門名稱
SELECT last_name, e.department_id, department_nameFROM employees eLEFT OUTER JOIN departments dON e.department_id = d.department_id;
2.查詢90號部門員工的job_id和90號部門的location_id
SELECT job_id, location_idFROM employees eJOIN departments dON e.department_id = d.department_idWHERE e.department_id = 90;
順便提一句,寫這道題時ON語句后加了個; 導致查詢總是不對,分析了好久才發現。不得不感嘆,SQL中分號真的不要亂加。
3.選擇所有有獎金的員工的 last_name , department_name , location_id , city
SELECT last_name , department_name , d.location_id , cityFROM employees eLEFT OUTER JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`LEFT OUTER JOIN locations lON d.`location_id` = l.`location_id`WHERE commission_pct IS NOT NULL;
4.選擇city在Toronto工作的員工的 last_name , job_id , department_id , department_name
SELECT e.last_name , e.job_id , d.department_id , d.department_nameFROM locations lJOIN departments dON l.location_id = d.location_idJOIN employees eON d.department_id = e.department_idWHERE l.city = "Toronto";
5.查詢員工所在的部門名稱、部門地址、姓名、工作、工資,其中員工所在部門的部門名稱為’Executive’
SELECT department_name, street_address, last_name, job_id, salaryFROM employees e JOIN departments dON e.department_id = d.department_idJOIN locations lON d.`location_id` = l.`location_id`WHERE department_name = "Executive"
6.選擇指定員工的姓名,員工號,以及他的管理者的姓名和員工號,結果類似于下面的格式
employees Emp# manager Mgr#kochhar 101 king 100
SELECT emp.last_name employees, emp.employee_id "Emp#", mgr.last_name manager,mgr.employee_id "Mgr#"FROM employees empLEFT OUTER JOIN employees mgrON emp.manager_id = mgr.employee_id;
7.查詢哪些部門沒有員工
SELECT d.department_nameFROM departments dLEFT OUTER JOIN employees eON d.department_id = e.department_idWHERE e.department_id IS NULL;
這里簡單地描述一下解題的思路:首先涉及兩張表,員工表和部門表,然后通過department_id建立聯系。接下來就要考慮如上圖的兩個部分,交集是有部門且有員工的部分,然后左外連接是各個部門號,去除中間的交集就是部門號但是沒員工的部分。因此類似于左中圖。只需要讓從表的該條件為NULL即可。
此外還有第二種辦法,子查詢:
SELECT department_idFROM departments dWHERE NOT EXISTS (SELECT *FROM employees eWHERE e.`department_id` = d.`department_id`)
8.查詢哪個城市沒有部門
SELECT l.location_id,l.cityFROM locations l LEFT JOIN departments dON l.`location_id` = d.`location_id`WHERE d.`location_id` IS NULL
9.查詢部門名為 Sales 或 IT 的員工信息
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e,departments dWHERE e.department_id = d.`department_id`AND d.`department_name` IN ("Sales","IT");
練習題Part2
儲備:建表操作:CREATE TABLE `t_dept` (`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`deptName` VARCHAR(30) DEFAULT NULL,`address` VARCHAR(40) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;CREATE TABLE `t_emp` (`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` VARCHAR(20) DEFAULT NULL,`age` INT(3) DEFAULT NULL,`deptId` INT(11) DEFAULT NULL,empno int not null,PRIMARY KEY (`id`),KEY `idx_dept_id` (`deptId`)#CONSTRAINT `fk_dept_id` FOREIGN KEY (`deptId`) REFERENCES `t_dept` (`id`)) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("華山","華山");INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("丐幫","洛陽");INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("峨眉","峨眉山");INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("武當","武當山");INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("明教","光明頂");INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES("少林","少林寺");INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("風清揚",90,1,100001);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("岳不群",50,1,100002);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("令狐沖",24,1,100003);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("洪七公",70,2,100004);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("喬峰",35,2,100005);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("滅絕師太",70,3,100006);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("周芷若",20,3,100007);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("張三豐",100,4,100008);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("張無忌",25,5,100009);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES("韋小寶",18,null,100010);【題目】#1.所有有門派的人員信息( A、B兩表共有)#2.列出所有用戶,并顯示其機構信息(A的全集)#3.列出所有門派(B的全集)#4.所有不入門派的人員(A的獨有)#5.所有沒人入的門派(B的獨有)#6.列出所有人員和機構的對照關系(AB全有)#MySQL Full Join的實現 因為MySQL不支持FULL JOIN,下面是替代方法#left join + union(可去除重復數據)+ right join#7.列出所有沒入派的人員和沒人入的門派(A的獨有+B的獨有)
1.所有有門派的人員信息( A、B兩表共有)
select *from t_emp a inner join t_dept bon a.deptId = b.id;
2.列出所有用戶,并顯示其機構信息(A的全集)
select *from t_emp a left join t_dept bon a.deptId = b.id;
3.列出所有門派(B的全集)
select *from t_dept b;
4.所有不入門派的人員(A的獨有)
select *from t_emp a left join t_dept bon a.deptId = b.idwhere b.id is null;
5.所有沒人入的門派(B的獨有)
select *from t_dept b left join t_emp aon a.deptId = b.idwhere a.deptId is null;
6.列出所有人員和機構的對照關系 (AB全有)
#MySQL Full Join的實現 因為MySQL不支持FULL JOIN,下面是替代方法#left join + union(可去除重復數據)+ right joinSELECT *FROM t_emp A LEFT JOIN t_dept BON A.deptId = B.idUNIONSELECT *FROM t_emp A RIGHT JOIN t_dept BON A.deptId = B.id
7.列出所有沒入派的人員和沒人入的門派(A的獨有+B的獨有)
SELECT *FROM t_emp A LEFT JOIN t_dept BON A.deptId = B.idWHERE B.`id` IS NULLUNIONSELECT *FROM t_emp A RIGHT JOIN t_dept BON A.deptId = B.idWHERE A.`deptId` IS NULL;
總結
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