MySQL学习笔记第五天

第06章多表查询

多表查询概述：

• 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。
• 为什么不把多张表合成一张表？答：多张表合成一张表会导致很多信息的冗余！将不必要的冗余信息从磁盘导入内存将导致很多的磁盘IO。

1.一个案例引发的多表连接

1.1 案例说明

#1. 熟悉常见的几个表
DESC employees;

DESC departments;

DESC locations;

从多个表中获取数据：

#查询员工名为'Abel'的人在哪个城市工作？
#需要使用多表查询-->1\2\3步
#(1)
SELECT * 
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel';
#(2)
SELECT *
FROM departments
WHERE department_id = 80;
#(3)
SELECT *
FROM locations 

以上的查询需要三个步骤，过于麻烦，于是我们引入多表查询。

#2. 出现笛卡尔积的错误
#错误的原因：缺少了多表的连接条件

#错误的实现方式：每个员工都与每个部门匹配了一遍。
#案例：查询员工的id及其部门名称
SELECT employee_id, department_name
FROM employees, departments;
#查询出2889条记录，明显有问题

#错误的方式
SELECT employee_id, department_name
FROM employees CROSS JOIN departments;#查询出2889条记录，明显有问题

分析错误情况：

SELECT *
FROM employees;#107条记录

SELECT *
FROM departments;#27条记录
#27*107=2889

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。

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：
  （1）省略多个表的连接条件（或关联条件）
  （2）连接条件（或关联条件）无效
  （3）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

• 正确写法：

#3.多表查询的正确方式：需要有连接条件
#案例：查询员工的id及其部门名称
SELECT employee_id, department_name
FROM employees, departments
#两个表的连接条件
WHERE employees.department_id = departments.department_id;

输出：

• 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：
角度1 ：针对连接条件：等值连接 vs 非等值连接
角度2：自连接 vs 非自连接
角度3：内连接 vs 外连接

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。

如果查询语句中出现了多个表中都存在的字段，则必须指明此字段所在的表。
#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。
#department_id来自表employees故要写为select employees.department_id
SELECT employees.employee_id,departments.department_name,employees.department_id
FROM employees,departments
WHERE employees.`department_id` = departments.department_id;

SELECT employee_id, department_name, department_id
FROM employees, departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;#错误 Column 'department_id' in field list is ambiguous

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。

 可以给表起别名，在SELECT和WHERE中使用表的别名。
#-->此做法可以提高sql语句的可读性、让代码变简短
SELECT emp.employee_id,dept.department_name,emp.department_id
FROM employees emp,departments dept
WHERE emp.`department_id` = dept.`department_id`;

#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。
#如下的操作是错误的：
SELECT emp.employee_id,departments.department_name,emp.department_id
FROM employees emp,departments dept
WHERE emp.`department_id` = departments.department_id;

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。

结论：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
#练习：查询员工的employee_id,last_name,department_name,city
SELECTe.employee_id,e.last_name,d.department_name,l.city,e.department_id,l.location_id
FROM employees e,departments d,locations l
WHERE e.`department_id` = d.`department_id`
AND d.`location_id` = l.`location_id`;

非等值连接

#非等值连接的例子：
#根据job_grades和具体工资，显示grade_level
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`;
WHERE e.`salary` >= j.`lowest_sal` AND e.`salary` <= j.`highest_sal`;

分类2：自连接 vs 非自连接

#自连接对应自我引用的情况
#自连接的例子：
#练习：查询员工id,员工姓名及其管理者的id和姓名
SELECT emp.employee_id,emp.last_name,mgr.employee_id,mgr.last_name
FROM employees emp ,employees mgr 
#自连接：同一张表的连接，可以理解为同一张表的两个“拷贝表“相连接
WHERE emp.`manager_id` = mgr.`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)。
  （1）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 。
  （2）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 。

# 内连接  vs  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
#练习：查询员工的id,department_name信息 
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e,departments d
WHERE e.`department_id` = d.department_id;  #只有106条记录

# 外连接：合并具有同一列的两个以上的表的行, 结果集中除了包含一个表与另一个表匹配的行之外，还查询到了左表 或 右表中不匹配的行。

# 外连接的分类：左外连接、右外连接、满外连接
# 左外连接：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表中不满足条件的行，这种连接称为左外连接。
# 右外连接：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右表中不满足条件的行，这种连接称为右外连接。

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。

#SQL92语法实现内连接：见上，略
#SQL92语法实现外连接：使用 +  ----------MySQL不支持SQL92语法中外连接的写法！
#Mysql不支持，Oracle支持：

#练习：查询所有的员工的id,department_name信息 
#左外连接
SELECT employee_id,department_name
FROM employees ,departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id(+);#SQLyog编译不过

#右外连接
SELECT employee_id,department_name
FROM employees ,departments
WHERE employees.department_id(+) = departments.department_id;#SQLyog编译不过

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;

INNER可以省略。
题目1：

#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。
#SQL99语法如何实现多表的查询。

#SQL99语法实现内连接：
#练习：查询员工的id,department_name信息 
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;#106条记录

题目2：

#三张表的内连接
#练习：查询员工的id,department_name,city信息 
SELECT employee_id,department_name,city
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
JOIN locations l
ON d.`location_id` = l.`location_id`;#106条记录

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 OUTER JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

OUTER可以省略。

• 举例：

#SQL99语法实现外连接：
#练习：查询所有的员工的last_name,department_name信息 
#左、右外连接OUTER可省略

# 左外连接：
SELECT last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;#107条记录

3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

• 语法：

FROM A表 RIGHT JOIN B表
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

• 举例：

#右外连接：
SELECT last_name,department_name
FROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;#122条记录

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。

4. UNION的使用

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 table1
UNION [ALL]
SELECT column,... FROM table2

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。

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。

注意：执行UNION ALL语句时所需要的资源比UNION语句少。如果明确知道合并数据后的结果数据不存在重复数据，或者不需要去除重复的数据，则尽量使用UNION ALL语句，以提高数据查询的效率。