MySQL（6）：多表查询

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。

一个案例引发的多表连接

DESC employees;

DESC departments;

DESC locations;

示例（反）： 查询员工为 ‘Abel’ 的人在哪儿工作

SELECT *
FROM employees
WHERE last_name = 'Abel';

SELECT *
FROM departments
WHERE department_id = 80;

SELECT *
FROM locations
WHERE location_id = 2500;

虽然结果可以，但是，操作复杂，三次操作！

多表查询

# 错误的实现方式：每个员工都与每个部门匹配了一遍
SELECT employee_id,department_name
FROM employees,departments; 

笛卡尔积

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。

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

避免笛卡尔积，正确实现方式：

#正确的实现方式
SELECT employee_id,department_name
FROM employees,departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;

表中有相同列时，在列名之前加上表名前缀。
多表查询时，尽量每个字段都指明其所在的表。

多表查询分类

等值连接

等值连接指的是，多表查询语句中的连接条件使用的是等号。
多个连接条件与 AND 操作符

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;

表的别名
可以给表起别名，在SELECT和WHERE中使用表的别名。

SELECT last_name, department_name
FROM employees, departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;
# 等价
SELECT last_name, department_name
FROM employees emp, departments dep
WHERE emp.department_id = dep.department_id;

【 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。

连接多个表

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。

# 查询员工的 employee_id,last_name,department_name,city
SELECT employee_id,last_name,department_name,city
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

多表查询语句中的连接条件不是使用等号的称为非等值连接。

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`
WHERE e.`salary` >= j.`lowest_sal` AND e.`salary` <= j.`highest_sal`;

自连接 vs 非自连接

内连接和外连接

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
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语法实现外连接：使用 + ----------MySQL不支持SQL92语法中外连接的写法！但在 Orcale 中可以。

#不支持：
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e,departments d
WHERE e.`department_id` = d.department_id(+);

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语法实现内连接：

SELECT last_name,department_name
FROM employees e INNER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

SELECT last_name,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`;

SQL99语法实现外连接：
左外连接：LEFT OUTER JOIN，OUTER 可以省略，表示外连接的意思。

SELECT last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

右外连接：RIGHT OUTER JOIN

SELECT last_name,department_name
FROM employees e RIGHT OUTER JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

满外连接： mysql不支持FULL OUTER JOIN

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。

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

UNION 操作符：返回两个查询的结果集中的并集，去除重复记录
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。

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。

7种SQL JOINS的实现

1.中图：内连接 A∩B

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

2.左上图：左外连接

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

3.右上图：右外连接

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

4.左中图：A - A∩B

#实现A - A∩B
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句;

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL;

5.右中图：B-A∩B

#实现B - A∩B
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句;

SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;

6.左下图：满外连接

#实现查询结果是A∪B
#用左外的A，union 右外的B
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 等其他子句
union
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 等其他子句;

# 方式1：左上图 UNION ALL 右中图
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
UNION ALL
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL;

# 方式2：左中图 UNION ALL 右上图
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL
UNION ALL
SELECT employee_id,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

7.右下图
左中图 + 右中图 A ∪B- A∩B 或者 (A - A∩B) ∪ （B - A∩B）

#实现A∪B - A∩B 或  (A - A∩B) ∪ （B - A∩B）
#使用左外的 (A - A∩B) union 右外的（B - A∩B）
select 字段列表
from A表 left join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句
union
select 字段列表
from A表 right join B表
on 关联条件
where 从表关联字段 is null and 等其他子句

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE d.`department_id` IS NULL
UNION ALL

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
WHERE e.`department_id` IS NULL

sql99 新特性

自然连接
SQL99 中 NATURAL JOIN 用来表示自然连接。可以把自然连接理解为 SQL92 中的等值连接。它会帮你自动查询两张连接表中所有相同的字段 ，然后进行等值连接 。

#在SQL92标准中：
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`
AND e.`manager_id` = d.`manager_id`;

# 在 SQL99 中：
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e NATURAL JOIN departments d;

USING连接
SQL99支持使用 USING 指定数据表里的同名字段进行等值连接。但是只能配合JOIN一起使用。

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e JOIN departments d
USING (department_id);

与自然连接 NATURAL JOIN 不同的是，USING 指定了具体的相同的字段名称，需要在 USING的括号 () 中填入要指定的同名字段。同时使用 JOIN...USING 可以简化 JOIN ON 的等值连接。

表连接的约束条件可以有三种方式：WHERE, ON, USING
WHERE：适用于所有关联查询；
ON ：只能和JOIN一起使用，只能写关联条件。虽然关联条件可以并到WHERE中和其他条件一起写，但分开写可读性更好；
USING：只能和JOIN一起使用，而且要求两个关联字段在关联表中名称一致，而且只能表示关联字段值相等。

要控制连接表的数量 。多表连接就相当于嵌套 for 循环一样，非常消耗资源，会让 SQL 查询性能下降得很严重，因此不要连接不必要的表。

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