MySQL多表查询，SQL，笛卡尔积等值连接自连接外连接，SQL99新特性，完整详细可收藏_叶绿体不忘呼吸

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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。

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1、笛卡尔积（交叉连接）

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。

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

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2、等值连接 vs 非等值连接

等值连接即连接条件为具体的某个或某些确定的值，而非等值连接即是连接条件为某个或某些范围。

2.1 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
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;

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。

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。

拓展4：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。

2.2 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;

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3、自连接 vs 非自连接

自连接就是操作的两张或多张表本质上同属于一张表，只是通过起别名的方式使得它们逻辑上不是同一张表。非自连接则操作的两张或多张表本质上就是不同的表。

#这是一个自连接，查询员工表中的员工及其领导（每个领导也是作为员工出现，因此也有领导）
SELECT worker.last_name ,manager.last_name
FROM employees worker, employees manager
WHERE worker.manager_id = manager.employee_id ;

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4、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。

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 。

4.1 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。

#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;

而且在 SQL92 中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）外连接。

4.2 SQL99 内连接(INNER JOIN)的实现

SELECT 字段列表
FROM A表 INNER JOIN B表 #INNER可以省略
ON 关联条件
WHERE 等其他子句;

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;

4.3 SQL99 左外连接(LEFT OUTER JOIN)

#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;

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) ;

4.4 SQL99 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

#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;

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;

4.5 SQL99 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。

4.6 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

#查询部门编号>90或邮箱包含a的员工信息
SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%'
UNION
SELECT * FROM employees WHERE department_id>90;

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。

4.7 7种SQL JOINS的实现

#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`;

#左上图：左外连接
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

#右上图：右外连接
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

#左中图：A - A∩B
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

#右中图：B-A∩B
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

#左下图：满外连接
# 左中图 + 右上图 A∪B
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 #没有去重操作，效率高
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

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

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5、SQL99语法新特性

5.1 自然连接
SQL99 在 SQL92 的基础上提供了一些特殊语法，比如 NATURAL JOIN 用来表示自然连接。我们可以把自然连接理解为 SQL92 中的等值连接。它会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 中可以写成：

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e NATURAL JOIN departments d;

5.2 USING连接
当我们进行连接的时候，SQL99还支持使用 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。比如：

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，你需要在 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。它与下面的 SQL 查询结果是相同的：

SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e ,departments d
WHERE e.department_id = d.department_id;