SQL 随笔记: 常见的表连接方式

大邳草民2024-10-27 5:08

文章目录

    • [1. 内连接（INNER JOIN）](#1. 内连接（INNER JOIN）)
    • [2. 外连接（OUTER JOIN）](#2. 外连接（OUTER JOIN）)
        • [2.1 左外连接（LEFT JOIN）](#2.1 左外连接（LEFT JOIN）)
        • [2.2 右外连接（RIGHT JOIN）](#2.2 右外连接（RIGHT JOIN）)
        • [2.3 全外连接（FULL JOIN）](#2.3 全外连接（FULL JOIN）)
    • [3. 交叉连接（CROSS JOIN）](#3. 交叉连接（CROSS JOIN）)
    • [4. 自连接（SELF JOIN）](#4. 自连接（SELF JOIN）)
    • [5. 自然连接（NATURAL JOIN）](#5. 自然连接（NATURAL JOIN）)
    • [6. 图示化对比](#6. 图示化对比)
    • [7. 表格示例](#7. 表格示例)
      • [7.1 内连接（INNER JOIN）](#7.1 内连接（INNER JOIN）)
      • [7.2 左外连接（LEFT JOIN）](#7.2 左外连接（LEFT JOIN）)
      • [7.3 右外连接（RIGHT JOIN）](#7.3 右外连接（RIGHT JOIN）)
      • [7.4 全外连接（FULL JOIN）](#7.4 全外连接（FULL JOIN）)
      • [7.5 交叉连接（CROSS JOIN）](#7.5 交叉连接（CROSS JOIN）)
      • [7.6 自连接（SELF JOIN）](#7.6 自连接（SELF JOIN）)
      • [7.7 自然连接（NATURAL JOIN）](#7.7 自然连接（NATURAL JOIN）)

表连接（Join）是数据库中常见的操作，用于将多个表的数据根据某个条件结合在一起，以获取满足条件的结果集。不同的连接方式会影响查询的结果集，了解每种连接的特性和应用场景有助于高效地获取所需数据。以下是几种常见的表连接方式：

1. 内连接（INNER JOIN）

  • 内连接 是最常用的连接方式，返回两个表中符合条件的匹配记录。如果某一行在任意一个表中没有匹配项，则不会包含在结果中。INNER JOIN 是 SQL 中的默认连接类型，即不指定连接类型时数据库通常会默认执行内连接。

  • 特点：只返回匹配的记录。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
INNER JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;

    或者：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;  -- JOIN 是 INNER JOIN 的简写
    • 适用场景：当只需要返回两个表中都存在的匹配数据时使用。

2. 外连接（OUTER JOIN）

外连接根据数据匹配情况，将某些表中的数据无条件保留，具体分为三种类型：左外连接（LEFT JOIN）、右外连接（RIGHT JOIN）和全外连接（FULL JOIN）。

2.1 左外连接（LEFT JOIN）

  • 返回左表中的所有记录，即使在右表中没有匹配项，右表没有匹配的数据将显示为 NULL。左外连接确保左表的所有行都出现在结果集中，不管右表是否有对应的匹配记录。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
LEFT JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;

    或者：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
LEFT OUTER JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;  -- OUTER 可以省略
    • 适用场景：当需要返回左表中的所有数据，无论其在右表中是否有匹配时使用。
2.2 右外连接（RIGHT JOIN）

  • 与左外连接相反，返回右表中的所有记录，即使左表中没有匹配项。右外连接确保右表的所有行出现在结果集中，即使左表没有匹配的记录。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
RIGHT JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;

    或者：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
RIGHT OUTER JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;  -- OUTER 可以省略
    • 适用场景：当需要返回右表中的所有数据时使用。
2.3 全外连接（FULL JOIN）

  • 返回两个表中的所有记录，如果没有匹配项，未匹配的一方数据列显示为 NULL。全外连接会保留左表和右表中的所有记录。在不支持 FULL JOIN 的数据库（如 MySQL）中，可以通过 UNION 两个查询来实现，如 LEFT JOIN 和 RIGHT JOIN 的联合。特别地，UNION 默认去除重复项，如果希望保留所有记录，可以使用 UNION ALL。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
FULL JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;

    或者（在不支持 FULL JOIN 的数据库中）：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
LEFT JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名
UNION
SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
RIGHT JOIN 表2 AS b 
ON a.列名 = b.列名;
    • 适用场景：当需要返回两个表中的所有数据时，无论匹配情况。

3. 交叉连接（CROSS JOIN）

  • 交叉连接 返回两个表的笛卡尔积，即没有条件地将每个表的每一条记录组合起来。结果集的行数等于两个表的行数相乘，这意味着结果集的规模可能非常大。交叉连接生成的组合较多，因此在数据量大的表上使用时需要特别小心，避免产生大量冗余数据。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名, b.列名 
FROM 表1 AS a 
CROSS JOIN 表2 AS b;
    • 适用场景 ：当需要生成所有可能的组合时使用，典型应用包括测试数据生成或数据分析中的所有组合情况。注意：谨慎使用交叉连接，以免导致性能问题。

4. 自连接（SELF JOIN）

  • 自连接 用于将一个表与自身进行连接，特别适用于处理层级结构（如员工和经理之间的关系），或对同一表中的不同行进行比较。自连接通常用于处理表中层次化的关系或复杂的自身比较，例如查询员工与其经理的关系。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT a.列名 AS Employee, b.列名 AS Manager 
FROM 表名 AS a 
INNER JOIN 表名 AS b 
ON a.列名 = b.列名;
    • 适用场景：当需要对同一表中的不同记录进行比较时使用，如在同一张表中查询员工与其经理的关系或处理其他层次化数据。

5. 自然连接（NATURAL JOIN）

  • 自然连接 根据两个表中相同名称的列自动进行匹配连接，不需要显式指定 ON 条件。这种简化带来便利，但也可能有较高的风险，尤其当两表中存在同名但含义不同的列时，可能会导致意外的连接结果。因此，使用自然连接时应确保同名列在语义上是一致的，以避免误连接。

    示例语法：

    sql 复制代码 
    SELECT 列名 
FROM 表1 
NATURAL JOIN 表2;
    • 适用场景 ：当两个表有相同名称的列，并且希望根据这些列自动进行匹配连接时使用。注意：需确保同名列的语义和数据类型一致，避免产生误连接。

6. 图示化对比

为了更好地说明内连接、左外连接、右外连接和全外连接的区别，以下图表展示了这些连接方式的包含关系：

markdown 复制代码 
                 全外连接
       ┌─────────────┬─────────────┐
       │ 左外连接    │ 右外连接     │
       └─────────────┴─────────────┘
                 内连接

在内连接中，只返回匹配的部分（中间重叠部分）；左外连接则返回左表全部数据，并显示右表未匹配项为 NULL；右外连接返回右表全部数据，左表未匹配项为 NULL；全外连接则返回两个表中的所有数据，显示未匹配项为 NULL。

7. 表格示例

以下为每种 SQL 表连接方式的示例示范，通过示例可以直观了解连接方式的不同输出效果。

假设我们有两个表 employees 和 departments，其结构如下：

表1：员工（employees）

id name department_id
1 Alice 1
2 Bob 2
3 Charlie NULL
4 David 3

表2：部门（departments）

id department_name
1 HR
2 Finance
3 IT
4 Marketing

7.1 内连接（INNER JOIN）

查询每位员工所在的部门名称（只显示有匹配的部门记录的员工）。

sql 复制代码 
SELECT employees.name, departments.department_name 
FROM employees 
INNER JOIN departments 
ON employees.department_id = departments.id;

结果：

name department_name
Alice HR
Bob Finance
David IT

说明 ：Charlie 的 department_id 为 NULL，因此没有显示在结果中。

7.2 左外连接（LEFT JOIN）

查询所有员工和他们的部门名称，即使没有匹配的部门记录。

sql 复制代码 
SELECT employees.name, departments.department_name 
FROM employees 
LEFT JOIN departments 
ON employees.department_id = departments.id;

结果：

name department_name
Alice HR
Bob Finance
Charlie NULL
David IT

说明 ：Charlie 没有匹配的部门，因此 department_name 显示为 NULL。

7.3 右外连接（RIGHT JOIN）

查询所有部门以及对应的员工，即使某个部门中没有员工。

sql 复制代码 
SELECT employees.name, departments.department_name 
FROM employees 
RIGHT JOIN departments 
ON employees.department_id = departments.id;

结果：

name department_name
Alice HR
Bob Finance
David IT
NULL Marketing

说明 ：Marketing 部门没有员工，因此 name 显示为 NULL。

7.4 全外连接（FULL JOIN）

查询所有员工和部门信息，返回未匹配项（对于不支持 FULL JOIN 的数据库，使用 UNION 替代）。

sql 复制代码 
SELECT employees.name, departments.department_name 
FROM employees 
FULL JOIN departments 
ON employees.department_id = departments.id;

结果：

name department_name
Alice HR
Bob Finance
Charlie NULL
David IT
NULL Marketing

说明 ：Charlie 和 Marketing 均显示出来，尽管没有对应的匹配项。

7.5 交叉连接（CROSS JOIN）

生成员工和部门的所有组合（笛卡尔积）。

sql 复制代码 
SELECT employees.name, departments.department_name 
FROM employees 
CROSS JOIN departments;

结果：

name department_name
Alice HR
Alice Finance
Alice IT
Alice Marketing
Bob HR
Bob Finance
Bob IT
Bob Marketing
Charlie HR
Charlie Finance
Charlie IT
Charlie Marketing
David HR
David Finance
David IT
David Marketing

说明：所有员工和所有部门的组合都生成了 16 条记录（4 个员工 × 4 个部门）。

7.6 自连接（SELF JOIN）

查询 employees 表中员工及其直接上级（假设每个员工有一个 manager_id 列）。

假设 employees 表新增了一个 manager_id 列，数据如下：

表1：员工（employees）

id name department_id manager_id
1 Alice 1 NULL
2 Bob 2 1
3 Charlie NULL 2
4 David 3 1

查询每位员工和他们的经理：

sql 复制代码 
SELECT e1.name AS employee, e2.name AS manager
FROM employees e1
LEFT JOIN employees e2
ON e1.manager_id = e2.id;

结果：

employee manager
Alice NULL
Bob Alice
Charlie Bob
David Alice

说明 ：Alice 是顶层，没有经理，所以 manager 显示为 NULL。

7.7 自然连接（NATURAL JOIN）

自然连接会自动匹配同名列（假设 employees 和 departments 表中 department_id 列同名）。

sql 复制代码 
SELECT name, department_name 
FROM employees 
NATURAL JOIN departments;

结果：

name department_name
Alice HR
Bob Finance
David IT

说明 ：Charlie 没有 department_id 值，因而没有出现在结果中。

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