MySQL：多表查询（全面详解）

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前言

本博主将用CSDN记录软件开发求学之路上亲身所得与所学的心得与知识，有兴趣的小伙伴可以关注博主！也许一个人独行，可以走的很快，但是一群人结伴而行，才能走的更远！

附录：常用的 SQL 标准有哪些

1. 在正式开始讲连接表的种类时，我们首先需要知道 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。
2. 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。
3. 这么多标准，到底该学习哪个呢？实际上最重要的 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。我们从这两个标准发布的页数也能看出，SQL92 的标准有 500 页，而 SQL99 标准超过了 1000 页。实际上从 SQL99 之后，很少有人能掌握所有内容，因为确实太多了。就好比我们使用 Windows、Linux 和 Office 的时候，很少有人能掌握全部内容一样。我们只需要掌握一些核心的功能，满足日常工作的需求即可。
4. 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。

接下来我们进入正文！

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。

一、一个案例引发的多表连接

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。

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;

3、案例分析与问题解决

1. 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

2. 为了避免笛卡尔积， 可以在 WHERE 加入有效的连接条件。

3. 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。

5. 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。

二、多表查询分类讲解

1、等值连接 vs 非等值连接

1.1 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

1. 多个表中有相同列时，必须在列名之前加上表名前缀。
2. 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

1. 使用别名可以简化查询。
2. 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。

1.2 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

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 ;

3、内连接 vs 外连接

1. 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。

2. 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
3. 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)。
4. 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。
5. 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（了解即可）

1. 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。
2. 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;

3. 而且在 SQL92 中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）外连接。

三、SQL99语法实现多表查询

1、基本语法

1. 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。

2. 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

2、内连接(INNER JOIN)的实现

1. 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、外连接(OUTER JOIN)的实现

3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)

1. 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;

2. 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) ;

3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

1. 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;

2. 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 满外连接(FULL OUTER JOIN)

1. 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。
2. SQL99是支持满外连接的。使用FULL JOIN 或 FULL OUTER JOIN来实现。
3. 需要注意的是，MySQL不支持FULL JOIN，但是可以用 LEFT JOIN UNION RIGHT join代替。