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多表查询与7种JOINS的实现

2023-02-09 23:52 浏览: 2340904 次 我要评论(0 条) 字号:

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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。

01 案例多表连接

1. 案例说明

从多个表中获取数据:
# 错误的实现方式:每个员工都与每个部门匹配了一遍。SELECT employee_id,department_nameFROM employees,departments;  # 查询出2889条记录
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;
因此把多表查询中出现的问题称为:笛卡尔积的错误。
2. 笛卡尔积(或交叉连接)
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。
因此上面的代码可以等价于:
# 错误的方式SELECT employee_id,department_nameFROM employees CROSS JOIN departments;# 查询出2889条记录
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:
# 在表中有相同列时,在列名之前加上表名前缀。SELECT last_name, department_name, departments.department_id;FROM employees, departments# 连接条件WHERE employees.department_id = departments.department_id;
  • 注意:在表中有相同列时,在列名之前加上表名前缀。
  • 建议:从sql优化的角度,建议多表查询时,每个字段前都指明其所在的表。
  • 此外,方便起见,表名也可以用别名代替。但是如果给表起了别名,一旦在SELECT或WHERE中使用表名的话,则必须使用表的别名,而不能再使用表的原名。
  • 多个连接条件的拼接需要使用 AND 关键字。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 个表实现多表的查询,则需要至少 n-1 个连接条件。

02 多表查询分类讲解

1. 角度1:等值连接与非等值连接

这里涉及 job_grades 表,通过查询可知,每个薪水都有其相应的等级区间。
SELECT *FROM job_grades;

这里通过员工表与其相应的区间等级做一个匹配:
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`;
2. 角度2:自连接与非自连接
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。
连接的条件是WORKER表中的MANAGER_ID和MANAGER表中的EMPLOYEE_ID相等。
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 managerWHERE worker.manager_id = manager.employee_id ;
  • CONCAT的作用是连接字符串。
3. 角度3:内连接与外连接
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。
但是Oracle 对 SQL92 支持,而 MySQL 则不支持 SQL92 的外连接。
# 左外连接SELECT last_name,department_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id = departments.department_id(+);# 右外连接SELECT last_name,department_nameFROM employees ,departmentsWHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;
  • 在 SQL92 中,只有左外连接和右外连接,没有满(或全)外连接。

03 SQL99语法实现多表查询

SQL99语法中使用 JOIN …ON 的方式实现多表的查询。这种方式也能解决外连接的问题。
MySQL是支持此种方式的。
  • 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。
  • 关键字 JOIN、INNER JOIN、CROSS JOIN 的含义是一样的,都表示内连接
内连接(INNER JOIN)的实现
SELECT 字段列表FROM A表 INNER JOIN B表ON 关联条件WHERE 等其他子句;
外连接(OUTER JOIN)的实现
左外连接(LEFT OUTER JOIN)
语法:
SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_nameFROM employees e LEFT OUTER JOIN departments dON (e.department_id = d.department_id) ;
右外连接(RIGHT OUTER JOIN)
语法:
SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_nameFROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments dON (e.department_id = d.department_id) ;
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。
  • 但是MySQL不支持FULL JOIN,但是可以用 LEFT JOIN UNION RIGHT JOIN代替。

04 UNION的使用

1. 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 table1UNION [ALL]SELECT column,... FROM table2
2. UNION操作符
UNION 操作符返回两个查询的结果集的并集,去除重复记录。由于需要去除重复,因此它的性能相对低一点。
3. 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。
如果明确知道合并数据后的结果数据无重复数据,尽量使用UNION ALL语句,以提高数据查询的效率。

05 7种SQL JOINS的实现

1. 代码实现

中图:内连接 A ∩ B
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
左上图:左外连接
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e LEFT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
右上图:右外连接
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e RIGHT JOIN departments dON e.`department_id` = d.`department_id`;
左中图: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
右中图:B - A ∩ B
这里解释一下WHERE e.department_id IS NULL,首先是由右外连接衍生出来的,减去中间交集的部分,然后交际的部分是包含A和B的,只需要用条件从表A为NULL,即可将在B中有A的部分筛掉。
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 dON e.`department_id` = d.`department_id` WHERE d.`department_id` IS NULLUNION 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_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

06 SQL99语法新特性

1. 自然连接

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_nameFROM employees e JOIN departments dON e.department_id = d.department_idAND e.manager_id = d.manager_id;
在 SQL99 中你可以写成:
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e NATURAL JOIN departments d;
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_nameFROM employees e JOIN departments dUSING (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_nameFROM employees e ,departments dWHERE e.department_id = d.department_id;
总结: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。建议一个JOIN一个ON的写法。
  • 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。
注意:
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。

附录:常用的 SQL 标准有哪些

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。
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。
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。
练习题Part1
1.显示所有员工的姓名,部门号和部门名称
SELECT last_name, e.department_id, department_nameFROM employees eLEFT OUTER JOIN departments dON e.department_id = d.department_id;
2.查询90号部门员工的job_id和90号部门的location_id
SELECT job_id, location_idFROM employees eJOIN departments dON e.department_id = d.department_idWHERE e.department_id = 90;
顺便提一句,写这道题时ON语句后加了个; 导致查询总是不对,分析了好久才发现。不得不感叹,SQL中分号真的不要乱加。
3.选择所有有奖金的员工的 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.选择city在Toronto工作的员工的 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.查询员工所在的部门名称、部门地址、姓名、工作、工资,其中员工所在部门的部门名称为’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.选择指定员工的姓名,员工号,以及他的管理者的姓名和员工号,结果类似于下面的格式
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.查询哪些部门没有员工
SELECT d.department_nameFROM departments dLEFT OUTER JOIN employees eON d.department_id = e.department_idWHERE e.department_id IS NULL;
这里简单地描述一下解题的思路:首先涉及两张表,员工表和部门表,然后通过department_id建立联系。接下来就要考虑如上图的两个部分,交集是有部门且有员工的部分,然后左外连接是各个部门号,去除中间的交集就是部门号但是没员工的部分。因此类似于左中图。只需要让从表的该条件为NULL即可。
此外还有第二种办法,子查询:
SELECT department_idFROM departments dWHERE NOT EXISTS (SELECT *FROM employees eWHERE e.`department_id` = d.`department_id`)

8.查询哪个城市没有部门
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.查询部门名为 Sales 或 IT 的员工信息
SELECT employee_id,last_name,department_nameFROM employees e,departments dWHERE e.department_id = d.`department_id`AND d.`department_name` IN ('Sales','IT');
练习题Part2
储备: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('华山','华山');INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('丐帮','洛阳');INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('峨眉','峨眉山');INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('武当','武当山');INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('明教','光明顶');INSERT INTO t_dept(deptName,address) VALUES('少林','少林寺');INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('风清扬',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('令狐冲',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('乔峰',35,2,100005);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('灭绝师太',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('张三丰',100,4,100008);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('张无忌',25,5,100009);INSERT INTO t_emp(NAME,age,deptId,empno) VALUES('韦小宝',18,null,100010);
【题目】#1.所有有门派的人员信息( A、B两表共有)#2.列出所有用户,并显示其机构信息(A的全集)#3.列出所有门派(B的全集)#4.所有不入门派的人员(A的独有)#5.所有没人入的门派(B的独有)#6.列出所有人员和机构的对照关系(AB全有)#MySQL Full Join的实现 因为MySQL不支持FULL JOIN,下面是替代方法#left join + union(可去除重复数据)+ right join#7.列出所有没入派的人员和没人入的门派(A的独有+B的独有)

1.所有有门派的人员信息( A、B两表共有)

select *from t_emp a inner join t_dept bon a.deptId = b.id;
2.列出所有用户,并显示其机构信息(A的全集)
select *from t_emp a left join t_dept bon a.deptId = b.id;

3.列出所有门派(B的全集)
select *from t_dept b;

4.所有不入门派的人员(A的独有)
select *from t_emp a left join t_dept bon a.deptId = b.idwhere b.id is null;
5.所有没人入的门派(B的独有)
select *from t_dept b left join t_emp aon a.deptId = b.idwhere a.deptId is null;
6.列出所有人员和机构的对照关系 (AB全有)
#MySQL Full Join的实现 因为MySQL不支持FULL JOIN,下面是替代方法#left join + union(可去除重复数据)+ 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.列出所有没入派的人员和没人入的门派(A的独有+B的独有)
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;
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原文链接:https://blog.csdn.net/m0_52316372/article/details/128745622



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