MySQL|集合运算（上）

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4.1 表的加减法

4.1.1 什么是集合运算

文氏图

4.1.2 表的加法–UNION

4.1.2.1 UNION-并集运算

既可以对两张表进行并集运算，也可以对同一张表进行计算

mysql> select product_id,product_name
    -> from product
    -> union
    -> select product_id,product_name
    -> from product2;

image.png

练习
假设连锁店想要增加毛利率超过 50%或者售价低于 800 的货物的存货量, 请使用 UNION 对分别满足上述两个条件的商品的查询结果求并集。

image.png

# 方法1
mysql> select product_id,product_type,sale_price,purchase_price
    -> from product
    -> where sale_price>1.5*purchase_price
    -> union
    -> select product_id,product_type,sale_price,purchase_price
    -> from product
    -> where sale_price<800;
# 方法2
mysql> select product_id,product_type,sale_price,purchase_price
    -> from product
    -> where sale_price>1.5*purchase_price or sale_price<800;

image.png

以上两种代码运行的结果是一样的，说明union和or具有相同的效果，主要区别在于union可以同时查询两个表或多个表，但是or只能在一个表中进行查询操作。

4.1.2.3 包含重复行的集合运算 UNION ALL

我们发现, SQL 语句的 UNION 会对两个查询的结果集进行合并和去重, 这种去重不仅会去掉两个结果集相互重复的, 还会去掉一个结果集中的重复行. 但在实践中有时候需要不去重的并集, 在 UNION 的结果中保留重复行的语法其实非常简单,只需要在 UNION 后面添加 ALL 关键字就可以了。

mysql> select product_id,product_name
    -> from product
    -> union all
    -> select product_id,product_name
    -> from product2;

image.png

4.1.4 差集,补集与表的减法

image.png

4.1.4.1 MySQL 8.0 还不支持 EXCEPT 运算

MySQL 8.0 还不支持表的减法运算符 EXCEPT. 不过, 借助前面学过的NOT IN 谓词, 我们同样可以实现表的减法

找出只存在于product表但不存在于product2表的商品。

mysql> select * from product
    -> where product_id not in (select product_id from product2)
    -> ;

image.png

使用 NOT IN 谓词, 基本上可以实现和SQL标准语法中的EXCEPT运算相同的效果.

4.1.4.4 INTERSECT 与 AND 谓词

使用AND谓词查找product表中利润率高于50%,并且售价低于1500的商品,查询结果如下所示.

image.png

mysql> select * from product
    -> where sale_price < 1500
    -> and sale_price > 1.5*purchase_price;

image.png

4.1.5 对称差

两个集合A,B的对称差是指那些仅属于A或仅属于B的元素构成的集合。
但由于在MySQL 8.0 里, 由于两个表或查询结果的并不能直接求出来, 因此并不适合使用上述思路来求对称差. 好在还有差集运算可以使用. 从直观上就能看出来, 两个集合的对称差等于 A-B并上B-A, 因此实践中可以用这个思路来求对称差.

使用product表和product2表的对称差来查询哪些商品只在其中一张表, 结果类似于:

image.png

mysql> select * from product
    -> where product_id not in (select product_id from product2)
    -> union
    -> select * from product2
    -> where product_id not in (select product_id from product);

image.png

4.2 连结 (JOIN)

image.png

截至目前,本书中出现的示例(除了关联子查询)基本上都是从一张表中选取数据,但实际上,期望得到的数据往往会分散在不同的表之中, 这时候就需要使用连结了.
之前在学习关联子查询时我们发现, 使用关联子查询也可以从其他表获取信息, 但连结更适合从多张表获取信息.

4.2.1 内连结(INNER JOIN)

我们先来分别观察所涉及的表, product 表保存了商品编号,商品名称,商品种类等信息,这个表可以提供关于衣服种类的衣服的详细信息, 但是不能提供商店信息.

image.png

我们接下来观察 shopproduct 表, 这个表里有商店编号名称,商店的商品编号及数量. 但要想获取商品的种类及名称售价等信息,则必须借助于 product 表.

image.png

所以问题的关键是, 找出一个类似于"轴"或者"桥梁"的公共列, 将两张表用这个列连结起来. 这就是连结运算所要作的事情.

我们来对比一下上述两张表, 可以发现, 商品编号列是一个公共列, 因此很自然的事情就是用这个商品编号列来作为连接的“桥梁”，将product和shopproduct这两张表连接起来。

image.png

mysql> select sp.shop_id,sp.shop_name,sp.product_id,p.product_name,p.product_type,p.sale_price,sp.quantity
    -> from shopproduct as sp
    -> inner join product as p
    -> on sp.product_id = p.product_id;

image.png

关于内连结,需要注意以下三点:

要点一: 进行连结时需要在 FROM 子句中使用多张表.

之前的 FROM 子句中只有一张表, 而这次我们同时使用了 shopproduct 和 product 两张表,使用关键字 INNER JOIN 就可以将两张表连结在一起了:

FROM shopproduct AS SP INNER JOIN product AS P

要点二:必须使用 ON 子句来指定连结条件.

在进行内连结时 ON 子句是必不可少的(大家可以试试去掉上述查询的 ON 子句后会有什么结果).

ON 子句是专门用来指定连结条件的, 我们在上述查询的 ON 之后指定两张表连结所使用的列以及比较条件, 基本上, 它能起到与 WHERE 相同的筛选作用, 我们会在本章的结尾部分进一步探讨这个话题.

要点三: SELECT 子句中的列最好按照表名.列名的格式来使用.

当两张表的列除了用于关联的列之外, 没有名称相同的列的时候, 也可以不写表名, 但表名使得我们能够在今后的任何时间阅读查询代码的时候, 都能马上看出每一列来自于哪张表, 能够节省我们很多时间.
但是, 如果两张表有其他名称相同的列, 则必须使用上述格式来选择列名, 否则查询语句会报错.
我们回到上述查询所回答的问题. 通过观察上述查询的结果, 我们发现, 这个结果离我们的目标: 找出东京商店的衣服类商品的基础信息已经很接近了. 接下来,我们只需要把这个查询结果作为一张表, 给它增加一个 WHERE 子句来指定筛选条件.

4.2.1.2 结合 WHERE 子句使用内连结

如果需要在使用内连结的时候同时使用 WHERE 子句对检索结果进行筛选, 则需要把 WHERE 子句写在 ON 子句的后边.
例如, 对于上述查询问题, 我们可以在前一步查询的基础上, 增加 WHERE 条件.
增加 WHERE 子句的方式有好几种,我们先从最简单的说起.

第一种增加 WEHRE 子句的方式, 就是把上述查询作为子查询, 用括号封装起来, 然后在外层查询增加筛选条件.

mysql> SELECT *
    ->   FROM (-- 第一步查询的结果
    ->         SELECT SP.shop_id
    ->                ,SP.shop_name
    ->                ,SP.product_id
    ->                ,P.product_name
    ->                ,P.product_type
    ->                ,P.sale_price
    ->                ,SP.quantity
    ->           FROM shopproduct AS SP
    ->          INNER JOIN product AS P
    ->             ON SP.product_id = P.product_id) AS STEP1
    ->  WHERE shop_name = '东京'
    ->    AND product_type = '衣服' ;

image.png

第二种写法：但实际上, 如果我们熟知 WHERE 子句将在 FROM 子句之后执行, 也就是说, 在做完 INNER JOIN … ON 得到一个新表后, 才会执行 WHERE 子句, 那么就得到标准的写法:

mysql> select sp.shop_id, sp.shop_name, sp.product_id,
    -> p.product_name, p.product_type, p.sale_price, sp.quantity
    -> from shopproduct as sp
    -> inner join product as p
    -> on sp.product_id = p.product_id
    -> where sp.shop_name = '东京'
    -> and p.product_type = '衣服';

image.png

我们首先给出上述查询的执行顺序:

FROM 子句->WHERE 子句->SELECT 子句
也就是说, 两张表是先按照连结列进行了连结, 得到了一张新表, 然后 WHERE 子句对这张新表的行按照两个条件进行了筛选, 最后, SELECT 子句选出了那些我们需要的列.

第三种写法：一种不是很常见的做法是,还可以将 WHERE 子句中的条件直接添加在 ON 子句中, 这时候 ON 子句后最好用括号将连结条件和筛选条件括起来.

SELECT SP.shop_id
       ,SP.shop_name
       ,SP.product_id
       ,P.product_name
       ,P.product_type
       ,P.sale_price
       ,SP.quantity
  FROM shopproduct AS SP
 INNER JOIN product AS P
    ON (SP.product_id = P.product_id
   AND SP.shop_name = '东京'
   AND P.product_type = '衣服') ;

但上述这种把筛选条件和连结条件都放在 ON 子句的写法, 不是太容易阅读, 不建议大家使用.

第四种写法：先连结再筛选的标准写法的执行顺序是, 两张完整的表做了连结之后再做筛选,如果要连结多张表, 或者需要做的筛选比较复杂时, 在写 SQL 查询时会感觉比较吃力. 在结合 WHERE 子句使用内连结的时候, 我们也可以更改任务顺序, 并采用任务分解的方法,先分别在两个表使用 WHERE 进行筛选,然后把上述两个子查询连结起来.

mysql> select sp.shop_id, sp.shop_name, sp.product_id,
    -> p.product_name, p.product_type, p.sale_price, sp.quantity
    -> from ( select * from shopproduct where shop_name = '东京') as sp
    -> inner join (select * from product where product_type = '衣服') as p
    -> on sp.product_id = p.product_id;

练习题

找出每个商店里的衣服类商品的名称及价格等信息. 希望得到如下结果:

image.png

方法1：不使用子查询

mysql> select sp.shop_id, sp.shop_name, sp.product_id,
    -> p.product_name, p.product_type, p.purchase_price
    -> from shopproduct as sp
    -> inner join product as p
    -> on sp.product_id = p.product_id
    -> where p.product_type = '衣服';

image.png

方法2：使用子查询

mysql> select sp.shop_id, sp.shop_name, sp.product_id,
    -> p.product_name, p.product_type, p.purchase_price
    -> from shopproduct as sp
    -> inner join
    -> (select product_id, product_name, product_type, purchase_price
    -> from product
    -> where product_type = '衣服') as p
    -> on sp.product_id = p.product_id;

image.png

上述第二种写法虽然包含了子查询, 并且代码行数更多, 但由于每一层的目的很明确, 更适于阅读, 并且在外连结的情形下, 还能避免错误使用 WHERE 子句导致外连结失效的问题, 相关示例请参考 4.2.2.3 章节内容。

练习

分别使用连结两个子查询和不使用子查询的方式, 找出东京商店里, 售价低于 2000 的商品信息,希望得到如下结果.

image.png

mysql> select sp.*, p.*
    -> from shopproduct as sp
    -> inner join product as p
    -> on sp.product_id = p.product_id
    -> where shop_id = '000A' and sale_price < 2000;

image.png

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4.1 表的加减法

4.1.1 什么是集合运算

4.1.2 表的加法–UNION

4.1.2.1 UNION-并集运算

4.1.2.3 包含重复行的集合运算 UNION ALL

4.1.4 差集,补集与表的减法

4.1.4.1 MySQL 8.0 还不支持 EXCEPT 运算

4.1.4.4 INTERSECT 与 AND 谓词

4.1.5 对称差

4.2 连结 (JOIN)

4.2.1 内连结(INNER JOIN)

4.2.1.2 结合 WHERE 子句使用内连结

练习题

练习

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