数据库系统概论——连接

JOIN 用于把来自两个或多个表的记录关联起来，实现嵌套查询的效果，主要包括：全外连接、外连接、交叉连接、内连接、自然连接等。

1. 内连接——交集

INNER JOIN：获取两个表中符合字段匹配关系的记录。

根据比较运算符类型，分为两类：

1. 等值连接：使用 = 比较被连接列的列值，列出符合等值关系的所有列，包括重复列；
2. 不等值连接：使用 >、>=、<=、<、!>、!< 和 <> 比较被连接列的列值。

内连接的四种写法：

• WHERE：SELECT * FROM Person p, Address a WHERE p.PersonId = a.PersonId；
• JOIN：SELECT * FROM Person p JOIN Address a ON p.PersonId = a.PersonId；
• INNER JOIN：SELECT * FROM Person p INNER JOIN Address a ON p.PersonId = a.PersonId；
• STRAIGHT_JOIN：SELECT * FROM Person p STRAIGHT_JOIN Address a ON p.PersonId = a.PersonId。

2. 交叉连接——并集

CROSS JOIN：结果是被连接的两个表所有记录的笛卡尔积，记录数为两个表的记录数之积。CROSS JOIN 不会和 ON 同时出现。

SELECT * FROM Person p, Address a
SELECT * FROM Person p JOIN Address a
SELECT * FROM Person p CROSS JOIN Address a

3. 外连接

LEFT/RIGHT JOIN：以某一张表为基表，进行字段匹配并连接。结果包含主表的所有记录，不论能否符合匹配条件，对于不能匹配其他表的字段置 null。

SELECT * FROM Person p LEFT/RIGHT JOIN Address a ON p.PersonId = a.PersonId

4. 自然连接

NATURAL JOIN：特殊的等值连接，要求两个关系中进行比较的列必须是相同的名称，并且在结果中把重复的列去掉。NATURAL JOIN 不会和 ON 同时出现。

SELECT * FROM Person p NATURAL JOIN Address a

5. 全外连接

FULL JOIN：结果中除包括满足连接条件的记录外，还包括各表中所有不满足连接条件的行。

SELECT * FROM Person p FULL JOIN Address a

Oracle 支持 FULL JOIN，然而 MySQL 不支持 FULL JOIN，可以使用 union 达到目的。

SELECT * FROM Person p LEFT JOIN Address a ON p.PersonId = a.AddressId
UNION
SELECT * FROM Person p RIGHT JOIN Address a ON p.PersonId = a.AddressId

6. ON 与 WHERE 区别

SQL 执行顺序：FROM -> ON -> JOIN -> WHERE -> GROUP BY -> HAVING -> SELECT -> DISTINCT -> ORDER BY -> LIMIT。

1. FROM 将各表从数据库文件加载到内存；
2. JOIN 对各表做乘法运算（求笛卡尔积）；
3. ON 从笛卡尔积中筛选符合表连接条件的记录，生成临时表；
4. WHERE 从临时表中筛选符合数据过滤条件的记录；
5. GROUP BY 对筛选结果进行分组；
6. HAVING 从分组中筛选符合分组过滤条件的分组；
7. SELECT 选取特定的字段，生成查询结果；
8. ORDER BY 对查询结果进行排序；
9. LIMIT 返回部分或全部插叙那结果。

ON 在 JOIN 之前执行，也就是说两张表数据行之间进行匹配时，会先判断是否符合 ON 后面的条件，再生成临时表；WHERE 是生成临时表后，对数据的进一步过滤。

内连接可以使用 WHERE 代替 ON。但是，WHERE 没有 ON 执行效率高。当两张表的数据量比较大，应该使用 JOIN，避免使用 WHERE，以减少临时表的规模。

外连接需要严格区分 WHERE 和 ON 的使用：

1. ON 是在生成临时表时使用的条件，不管 ON 中的条件是否为真，都会返回主表中的记录。
2. WHERE 是在临时表生成好后，再对临时表进行过滤的条件。条件不为真的就全部过滤掉。

7. 交叉连接、内连接、自然连接

**交叉连接（笛卡尔积）**是对两个关系 R 和 S 进行组合，结果中元组个数为两个关系中元组个数之积。

**内连接（等值/不等值连接）**是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作，筛选关系第 i 个分量与第 j 个分量值相等的元组。

自然连接是在等值连接的基础上再进行投影操作，去掉右表中的公共属性列，当两个关系没有公共属性时，自然连接转化成笛卡尔积。

综上所述：

1. 自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。
2. 等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分量必须是公共属性。
3. 等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。