MySQL-12-多表查询 (1)

• 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.column1 = table2.column2; #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。

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 ;

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：
  ① 可以使用 ON 子句指定额外的连接条件。
  ② 这个连接条件是与其它条件分开的。
  ③ ON 子句使语句具有更高的易读性。
  ④ 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。