9.PostgreSQL的Join，Union，Null

一、PostgreSQL 连接(JOIN)

PostgreSQL JOIN 子句用于把来自两个或多个表的行结合起来，基于这些表之间的共同字段。

在 PostgreSQL 中，JOIN 有五种连接类型：

• CROSS JOIN ：交叉连接
• INNER JOIN：内连接
• LEFT OUTER JOIN：左外连接
• RIGHT OUTER JOIN：右外连接
• FULL OUTER JOIN：全外连接

接下来让我们创建两张表 COMPANY 和 DEPARTMENT。

1.1 实例

创建 COMPANY 表（下载 COMPANY SQL 文件 ），数据内容如下：

runoobdb# select * from COMPANY;
 id | name  | age | address   | salary
----+-------+-----+-----------+--------
  1 | Paul  |  32 | California|  20000
  2 | Allen |  25 | Texas     |  15000
  3 | Teddy |  23 | Norway    |  20000
  4 | Mark  |  25 | Rich-Mond |  65000
  5 | David |  27 | Texas     |  85000
  6 | Kim   |  22 | South-Hall|  45000
  7 | James |  24 | Houston   |  10000
(7 rows)

我们往表里添加几条数据：

INSERT INTO COMPANY VALUES (8, 'Paul', 24, 'Houston', 20000.00);
INSERT INTO COMPANY VALUES (9, 'James', 44, 'Norway', 5000.00);
INSERT INTO COMPANY VALUES (10, 'James', 45, 'Texas', 5000.00);

此时，COMPANY 表的记录如下：

 id | name  | age | address      | salary
 ----+-------+-----+--------------+--------
   1 | Paul  |  32 | California   |  20000
   2 | Allen |  25 | Texas        |  15000
   3 | Teddy |  23 | Norway       |  20000
   4 | Mark  |  25 | Rich-Mond    |  65000
   5 | David |  27 | Texas        |  85000
   6 | Kim   |  22 | South-Hall   |  45000
   7 | James |  24 | Houston      |  10000
   8 | Paul  |  24 | Houston      |  20000
   9 | James |  44 | Norway       |   5000
  10 | James |  45 | Texas        |   5000
(10 rows)

创建一张 DEPARTMENT 表，添加三个字段：

CREATE TABLE DEPARTMENT(
   ID INT PRIMARY KEY      NOT NULL,
   DEPT           CHAR(50) NOT NULL,
   EMP_ID         INT      NOT NULL
);

向 DEPARTMENT 表插入三条记录：

INSERT INTO DEPARTMENT (ID, DEPT, EMP_ID) VALUES (1, 'IT Billing', 1 );

INSERT INTO DEPARTMENT (ID, DEPT, EMP_ID) VALUES (2, 'Engineering', 2 );

INSERT INTO DEPARTMENT (ID, DEPT, EMP_ID) VALUES (3, 'Finance', 7 );

此时，DEPARTMENT 表的记录如下：

 id | dept        | emp_id
----+-------------+--------
  1 | IT Billing  |  1
  2 | Engineering |  2
  3 | Finance     |  7

---

1.2 交叉连接

交叉连接（CROSS JOIN）把第一个表的每一行与第二个表的每一行进行匹配。如果两个输入表分别有 x 和 y 行，则结果表有 x*y 行。

由于交叉连接（CROSS JOIN）有可能产生非常大的表，使用时必须谨慎，只在适当的时候使用它们。

下面是 CROSS JOIN 的基础语法：

SELECT ... FROM table1 CROSS JOIN table2 ...

基于上面的表，我们可以写一个交叉连接（CROSS JOIN），如下所示：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY CROSS JOIN DEPARTMENT;

得到结果如下：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY CROSS JOIN DEPARTMENT;
 emp_id | name  |       dept
--------+-------+--------------------
      1 | Paul  | IT Billing
      1 | Allen | IT Billing
      1 | Teddy | IT Billing
      1 | Mark  | IT Billing
      1 | David | IT Billing
      1 | Kim   | IT Billing
      1 | James | IT Billing
      1 | Paul  | IT Billing
      1 | James | IT Billing
      1 | James | IT Billing
      2 | Paul  | Engineering
      2 | Allen | Engineering
      2 | Teddy | Engineering
      2 | Mark  | Engineering
      2 | David | Engineering
      2 | Kim   | Engineering
      2 | James | Engineering
      2 | Paul  | Engineering
      2 | James | Engineering
      2 | James | Engineering
      7 | Paul  | Finance

---

1.3 内连接

内连接（INNER JOIN）根据连接谓词结合两个表（table1 和 table2）的列值来创建一个新的结果表。查询会把 table1 中的每一行与 table2 中的每一行进行比较，找到所有满足连接谓词的行的匹配对。

当满足连接谓词时，A 和 B 行的每个匹配对的列值会合并成一个结果行。

内连接（INNER JOIN）是最常见的连接类型，是默认的连接类型。

INNER 关键字是可选的。

下面是内连接（INNER JOIN）的语法：

SELECT table1.column1, table2.column2...
FROM table1
INNER JOIN table2
ON table1.common_filed = table2.common_field;

基于上面的表，我们可以写一个内连接，如下所示：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY INNER JOIN DEPARTMENT ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;
 emp_id | name  |        dept
--------+-------+--------------
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
(3 rows)

---

1.4 左外连接

外部连接是内部连接的扩展。SQL 标准定义了三种类型的外部连接: LEFT、RIGHT 和 FULL, PostgreSQL 支持所有这些。

对于左外连接，首先执行一个内连接。然后，对于表 T1 中不满足表 T2 中连接条件的每一行，其中 T2 的列中有 null 值也会添加一个连接行。因此，连接的表在 T1 中每一行至少有一行。

下面是左外连接（ LEFT OUTER JOIN ）的基础语法：

SELECT ... FROM table1 LEFT OUTER JOIN table2 ON conditional_expression ...

基于上面两张表，我们可以写个左外连接，如下：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY LEFT OUTER JOIN DEPARTMENT ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;
 emp_id | name  |      dept
--------+-------+----------------
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
        | James | 
        | David | 
        | Paul  | 
        | Kim   | 
        | Mark  | 
        | Teddy | 
        | James | 
(10 rows)

---

1.5 右外连接

首先，执行内部连接。然后，对于表T2中不满足表T1中连接条件的每一行，其中T1列中的值为空也会添加一个连接行。这与左联接相反;对于T2中的每一行，结果表总是有一行。

下面是右外连接（ RIGHT OUT JOIN）的基本语法：

SELECT ... FROM table1 RIGHT OUTER JOIN table2 ON conditional_expression ...

基于上面两张表，我们建立一个右外连接：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY RIGHT OUTER JOIN DEPARTMENT ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;
 emp_id | name  |    dept
--------+-------+-----------------
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
(3 rows)

---

1.6 外连接

首先，执行内部连接。然后，对于表 T1 中不满足表 T2 中任何行连接条件的每一行，如果 T2 的列中有 null 值也会添加一个到结果中。此外，对于 T2 中不满足与 T1 中的任何行连接条件的每一行，将会添加 T1 列中包含 null 值的到结果中。

下面是外连接的基本语法：

SELECT ... FROM table1 FULL OUTER JOIN table2 ON conditional_expression ...

基于上面两张表，可以建立一个外连接：

runoobdb=# SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY FULL OUTER JOIN DEPARTMENT ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;
 emp_id | name  |      dept
--------+-------+-----------------
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
        | James | 
        | David | 
        | Paul  | 
        | Kim   | 
        | Mark  | 
        | Teddy | 
        | James | 
(10 rows)

二、UNION 操作符

PostgreSQL UNION 操作符合并两个或多个 SELECT 语句的结果。

UNION 操作符用于合并两个或多个 SELECT 语句的结果集。

请注意，UNION 内部的每个 SELECT 语句必须拥有相同数量的列。列也必须拥有相似的数据类型。同时，每个 SELECT 语句中的列的顺序必须相同。

2.1 语法

UNIONS 基础语法如下：

SELECT column1 [, column2 ]
FROM table1 [, table2 ]
[WHERE condition]

UNION

SELECT column1 [, column2 ]
FROM table1 [, table2 ]
[WHERE condition]

这里的条件语句可以根据您的需要设置任何表达式。

2.1.1 实例

创建 COMPANY 表（下载 COMPANY SQL 文件 ），数据内容如下：

runoobdb# select * from COMPANY;
 id | name  | age | address   | salary
----+-------+-----+-----------+--------
  1 | Paul  |  32 | California|  20000
  2 | Allen |  25 | Texas     |  15000
  3 | Teddy |  23 | Norway    |  20000
  4 | Mark  |  25 | Rich-Mond |  65000
  5 | David |  27 | Texas     |  85000
  6 | Kim   |  22 | South-Hall|  45000
  7 | James |  24 | Houston   |  10000
(7 rows)

创建 DEPARTMENT 表（下载 DEPARTMENT SQL 文件 ），数据内容如下：

runoobdb=# SELECT * from DEPARTMENT;
 id | dept        | emp_id
----+-------------+--------
  1 | IT Billing  |      1
  2 | Engineering |      2
  3 | Finance     |      7
  4 | Engineering |      3
  5 | Finance     |      4
  6 | Engineering |      5
  7 | Finance     |      6
(7 rows)

现在，我们在 SELECT 语句中使用 UNION 子句将两张表连接起来，如下所示：

SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY INNER JOIN DEPARTMENT
   ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID
   UNION
SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY LEFT OUTER JOIN DEPARTMENT
    ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;

得到结果如下：

 emp_id | name  |  dept
--------+-------+--------------
      5 | David | Engineering
      6 | Kim   | Finance
      2 | Allen | Engineering
      3 | Teddy | Engineering
      4 | Mark  | Finance
      1 | Paul  | IT Billing
      7 | James | Finance
(7 rows)

---

2.2 UNION ALL 子句

UNION ALL 操作符可以连接两个有重复行的 SELECT 语句，默认地，UNION 操作符选取不同的值。如果允许重复的值，请使用 UNION ALL。

2.2.1 语法

UINON ALL 子句基础语法如下：

SELECT column1 [, column2 ]
FROM table1 [, table2 ]
[WHERE condition]

UNION ALL

SELECT column1 [, column2 ]
FROM table1 [, table2 ]
[WHERE condition]

这里的条件语句可以根据您的需要设置任何表达式。

2.2.2 实例

现在，让我们把上面提到的两张表用 SELECT 语句结合 UNION ALL 子句连接起来：

SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY INNER JOIN DEPARTMENT
   ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID
   UNION ALL
SELECT EMP_ID, NAME, DEPT FROM COMPANY LEFT OUTER JOIN DEPARTMENT
    ON COMPANY.ID = DEPARTMENT.EMP_ID;

得到结果如下：

 emp_id | name  | dept
--------+-------+--------------
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
      3 | Teddy | Engineering
      4 | Mark  | Finance
      5 | David | Engineering
      6 | Kim   | Finance
      1 | Paul  | IT Billing
      2 | Allen | Engineering
      7 | James | Finance
      3 | Teddy | Engineering
      4 | Mark  | Finance
      5 | David | Engineering
      6 | Kim   | Finance
(14 rows)

三、NULL 值

NULL 值代表遗漏的未知数据。

默认地，表的列可以存放 NULL 值。

本章讲解 IS NULL 和 IS NOT NULL 操作符。

3.1 语法

当创建表时，NULL 的基本语法如下：

CREATE TABLE COMPANY(
   ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
   NAME           TEXT    NOT NULL,
   AGE            INT     NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL
);

这里，NOT NULL 表示强制字段始终包含值。这意味着，如果不向字段添加值，就无法插入新记录或者更新记录。

具有 NULL 值的字段表示在创建记录时可以留空。

在查询数据时，NULL 值可能会导致一些问题，因为一个未知的值去与其他任何值比较，结果永远是未知的。

另外无法比较 NULL 和 0，因为它们是不等价的。

3.1.1 实例

创建 COMPANY 表（下载 COMPANY SQL 文件 ），数据内容如下：

runoobdb# select * from COMPANY;
 id | name  | age | address   | salary
----+-------+-----+-----------+--------
  1 | Paul  |  32 | California|  20000
  2 | Allen |  25 | Texas     |  15000
  3 | Teddy |  23 | Norway    |  20000
  4 | Mark  |  25 | Rich-Mond |  65000
  5 | David |  27 | Texas     |  85000
  6 | Kim   |  22 | South-Hall|  45000
  7 | James |  24 | Houston   |  10000
(7 rows)

接下来我们用 UPDATE 语句把几个可设置为空的字段设置为 NULL ：

runoobdb=# UPDATE COMPANY SET ADDRESS = NULL, SALARY = NULL where ID IN(6,7);

现在 COMPANY 表长这样：：

runoobdb=# select * from company;
 id | name  | age |         address     | salary 
----+-------+-----+---------------------+--------
  1 | Paul  |  32 | California          |  20000
  2 | Allen |  25 | Texas               |  15000
  3 | Teddy |  23 | Norway              |  20000
  4 | Mark  |  25 | Rich-Mond           |  65000
  5 | David |  27 | Texas               |  85000
  6 | Kim   |  22 |                     |       
  7 | James |  24 |                     |       
(7 rows)

IS NOT NULL

现在，我们用 IS NOT NULL 操作符把所有 SALARY（薪资） 值不为空的记录列出来：

runoobdb=# SELECT  ID, NAME, AGE, ADDRESS, SALARY FROM COMPANY WHERE SALARY IS NOT NULL;

得到结果如下：

 id | name  | age | address    | salary
----+-------+-----+------------+--------
  1 | Paul  |  32 | California |  20000
  2 | Allen |  25 | Texas      |  15000
  3 | Teddy |  23 | Norway     |  20000
  4 | Mark  |  25 | Rich-Mond  |  65000
  5 | David |  27 | Texas      |  85000
(5 rows)

IS NULL

IS NULL 用来查找为 NULL 值的字段。

下面是 IS NULL 操作符的用法，列出 SALARY（薪资） 值为空的记录：

runoobdb=#  SELECT  ID, NAME, AGE, ADDRESS, SALARY FROM COMPANY WHERE SALARY IS NULL;

得到结果如下：

id | name  | age | address | salary
----+-------+-----+---------+--------
  6 | Kim   |  22 |         |
  7 | James |  24 |         |
(2 rows)