MySQL复合查询与内外连接

思麟呀2026-05-16 8:05

1：笛卡尔积

1：什么是笛卡尔积

笛卡尔积就是两张表所有记录的所有可能组合。

举个最简单的例子：

  • 表 A 有 2 条记录：[苹果，香蕉]
  • 表 B 有 3 条记录：[红色，黄色，绿色]
  • 它们的笛卡尔积就是 2×3=6 条记录：(苹果，红色), (苹果，黄色), (苹果，绿色),(香蕉，红色), (香蕉，黄色), (香蕉，绿色)

在 MySQL 中，当你直接查询两张表不加任何条件时，得到的就是笛卡尔积。

2：下面所有实验的基础准备表

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-- 创建部门表DEPT
CREATE TABLE DEPT (
    DEPTNO INT PRIMARY KEY,  -- 部门编号
    DNAME VARCHAR(14),       -- 部门名称
    LOC VARCHAR(13)          -- 部门位置
);

-- 创建员工表EMP
CREATE TABLE EMP (
    EMPNO INT PRIMARY KEY,   -- 员工编号
    ENAME VARCHAR(10),       -- 员工姓名
    JOB VARCHAR(9),          -- 工作岗位
    MGR INT,                 -- 上级领导编号
    HIREDATE DATE,           -- 入职日期
    SAL DECIMAL(7,2),        -- 工资
    COMM DECIMAL(7,2),       -- 奖金
    DEPTNO INT,              -- 部门编号
    FOREIGN KEY (DEPTNO) REFERENCES DEPT(DEPTNO)
);

-- 创建工资等级表SALGRADE
CREATE TABLE SALGRADE (
    GRADE INT,               -- 工资等级
    LOSAL INT,               -- 该等级最低工资
    HISAL INT                -- 该等级最高工资
);

-- 插入部门数据
INSERT INTO DEPT VALUES
(10, 'ACCOUNTING', 'NEW YORK'),
(20, 'RESEARCH', 'DALLAS'),
(30, 'SALES', 'CHICAGO'),
(40, 'OPERATIONS', 'BOSTON');

-- 插入员工数据
INSERT INTO EMP VALUES
(7369, 'SMITH', 'CLERK', 7902, '1980-12-17', 800, NULL, 20),
(7499, 'ALLEN', 'SALESMAN', 7698, '1981-02-20', 1600, 300, 30),
(7521, 'WARD', 'SALESMAN', 7698, '1981-02-22', 1250, 500, 30),
(7566, 'JONES', 'MANAGER', 7839, '1981-04-02', 2975, NULL, 20),
(7654, 'MARTIN', 'SALESMAN', 7698, '1981-09-28', 1250, 1400, 30),
(7698, 'BLAKE', 'MANAGER', 7839, '1981-05-01', 2850, NULL, 30),
(7782, 'CLARK', 'MANAGER', 7839, '1981-06-09', 2450, NULL, 10),
(7788, 'SCOTT', 'ANALYST', 7566, '1987-04-19', 3000, NULL, 20),
(7839, 'KING', 'PRESIDENT', NULL, '1981-11-17', 5000, NULL, 10),
(7844, 'TURNER', 'SALESMAN', 7698, '1981-09-08', 1500, 0, 30),
(7876, 'ADAMS', 'CLERK', 7788, '1987-05-23', 1100, NULL, 20),
(7900, 'JAMES', 'CLERK', 7698, '1981-12-03', 950, NULL, 30),
(7902, 'FORD', 'ANALYST', 7566, '1981-12-03', 3000, NULL, 20),
(7934, 'MILLER', 'CLERK', 7782, '1982-01-23', 1300, NULL, 10);

-- 插入工资等级数据
INSERT INTO SALGRADE VALUES
(1, 700, 1200),
(2, 1201, 1400),
(3, 1401, 2000),
(4, 2001, 3000),
(5, 3001, 9999);

3：看到笛卡尔积的产生

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-- 第一步：先看一下DEPT表有多少条记录
SELECT COUNT(*) FROM DEPT; -- 结果：4条记录

-- 第二步：看一下EMP表有多少条记录
SELECT COUNT(*) FROM EMP; -- 结果：14条记录

-- 第三步：直接查询两张表，不加任何条件（产生笛卡尔积）
-- 注意：这会返回4×14=56条记录！
SELECT * FROM EMP, DEPT;

-- 只看前10条，感受一下结果是什么样的
SELECT EMP.ename, DEPT.dname FROM EMP, DEPT LIMIT 10;
  • 员工 SMITH 实际上只属于 RESEARCH 部门（20 号）
  • 但笛卡尔积把 SMITH 和所有 4 个部门都组合了一遍
  • 这显然是错误的、无意义的数据
  1. 笛卡尔积本身是数学概念，但在数据库中几乎没有直接使用价值
  2. 多表查询的本质就是：先产生笛卡尔积 → 再用连接条件过滤掉错误的组合
  3. 忘记加连接条件是初学者最常见的错误，会导致结果集爆炸式增长

2：多表查询基础（内连接的传统写法）

1：连接条件

连接条件就是用来从笛卡尔积中筛选出正确关联记录的条件。

对于员工表和部门表，正确的连接条件是：EMP.deptno = DEPT.deptno

  • 意思是：只保留员工的部门编号和部门的部门编号相等的记录
  • 这样就能得到每个员工真正所属的部门信息

2：正确的多表查询（关联员工和部门）

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-- 写法1：完整写法，指定表名.字段名
-- 原理：先产生56条笛卡尔积，再筛选出deptno相等的14条正确记录
SELECT EMP.ename, EMP.sal, DEPT.dname 
FROM EMP, DEPT 
WHERE EMP.deptno = DEPT.deptno;

-- 写法2：给表起别名，简化代码（推荐）
-- e是EMP的别名，d是DEPT的别名
SELECT e.ename, e.sal, d.dname 
FROM EMP e, DEPT d 
WHERE e.deptno = d.deptno;

-- 增加额外的筛选条件：只显示10号部门的员工
SELECT e.ename, e.sal, d.dname 
FROM EMP e, DEPT d 
WHERE e.deptno = d.deptno  -- 连接条件（必须写）
  AND d.deptno = 10;       -- 额外筛选条件（可选）

-- 关联三张表：显示员工姓名、工资、部门名称和工资等级
SELECT e.ename, e.sal, d.dname, s.grade
FROM EMP e, DEPT d, SALGRADE s
WHERE e.deptno = d.deptno        -- 员工和部门的连接条件
  AND e.sal BETWEEN s.losal AND s.hisal; -- 员工和工资等级的连接条件
  • 第一个查询返回 14 条记录，正好是员工表的记录数
  • 每个员工都只和自己真正所属的部门关联
  • 关联三张表时，需要写两个连接条件（N 张表需要 N-1 个连接条件）

3：常见错误

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-- 错误1：忘记写连接条件（产生56条笛卡尔积）
SELECT e.ename, d.dname FROM EMP e, DEPT d;

-- 错误2：连接条件写错（比如写成e.deptno = d.loc）
SELECT e.ename, d.dname FROM EMP e, DEPT d WHERE e.deptno = d.loc;

-- 错误3：字段名冲突，没有指定表名
-- 错误原因：deptno字段在两张表中都存在，MySQL不知道用哪个
SELECT ename, sal, deptno, dname FROM EMP e, DEPT d WHERE e.deptno = d.deptno;

-- 正确写法：指定表名
SELECT e.ename, e.sal, e.deptno, d.dname FROM EMP e, DEPT d WHERE e.deptno = d.deptno;

3：自连接查询（同一张表自己连自己）

1：自连接

自连接就是把同一张表当作两张不同的表来进行连接查询。

使用场景 ：当表内的数据存在层级关系 或父子关系时

  • 员工表：员工和领导（都是员工，领导的 empno 是员工的 mgr）
  • 分类表：商品分类和子分类
  • 地区表：省份和城市

2：查询员工的上级领导

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-- 先看一下员工表的结构，理解mgr字段的含义
-- mgr是员工的上级领导的员工编号(empno)
SELECT empno, ename, mgr FROM EMP;

-- 需求：查询员工FORD的上级领导的编号和姓名

-- 方法一：使用子查询（分步思考）
-- 第一步：先查FORD的mgr是多少
SELECT mgr FROM EMP WHERE ename = 'FORD'; -- 结果：7566

-- 第二步：再查empno=7566的员工是谁
SELECT empno, ename FROM EMP WHERE empno = 7566; -- 结果：JONES

-- 合并成一个子查询
SELECT empno, ename 
FROM EMP 
WHERE empno = (SELECT mgr FROM EMP WHERE ename = 'FORD');

-- 方法二：使用自连接（推荐，性能更好）
-- 给同一张表起两个不同的别名：
-- worker：代表普通员工表
-- leader：代表领导表
SELECT leader.empno, leader.ename
FROM EMP worker, EMP leader
WHERE worker.mgr = leader.empno  -- 连接条件：员工的mgr = 领导的empno
  AND worker.ename = 'FORD';     -- 筛选条件：找FORD的领导

-- 拓展：查询所有员工的姓名和他们领导的姓名
-- 注意：KING没有领导，所以不会出现在结果中
SELECT worker.ename AS '员工姓名', leader.ename AS '领导姓名'
FROM EMP worker, EMP leader
WHERE worker.mgr = leader.empno;
  • 两种方法都能得到正确结果：FORD 的领导是 JONES（编号 7566）
  • 自连接的性能通常比子查询好，特别是当数据量较大时
  • 自连接的关键是给表起两个有意义的别名，把一张表当成两张表用

4：子查询（嵌套查询）、

1：子查询

子查询就是嵌入在其他 SQL 语句中的 SELECT 语句，也叫嵌套查询。

子查询可以出现在：

  • WHERE 子句中（最常用）
  • FROM 子句中（当作临时表）
  • SELECT 子句中（较少用）

根据返回结果的不同，子查询分为：

  1. 单行子查询：返回一行一列数据
  2. 多行子查询：返回多行一列数据
  3. 多列子查询：返回一行或多行多列数据

2：单行子查询

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-- 单行子查询：子查询只返回一行一列数据
-- 可以使用单行比较运算符：=、>、<、>=、<=、<>

-- 需求1：显示工资最高的员工的名字和工作岗位
-- 第一步：先查最高工资是多少
SELECT MAX(sal) FROM EMP; -- 结果：5000

-- 第二步：再查工资等于5000的员工
SELECT ename, job FROM EMP WHERE sal = 5000;

-- 合并成子查询
SELECT ename, job FROM EMP WHERE sal = (SELECT MAX(sal) FROM EMP);

-- 需求2：显示工资高于平均工资的员工信息
SELECT ename, sal FROM EMP 
WHERE sal > (SELECT AVG(sal) FROM EMP);

-- 需求3：显示和SMITH同一部门的员工
SELECT * FROM EMP 
WHERE deptno = (SELECT deptno FROM EMP WHERE ename = 'SMITH');

常见错误

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-- 错误：单行子查询返回了多行数据
-- 错误原因：如果有多个员工叫SMITH，子查询会返回多行
-- 此时不能使用=，应该使用IN
SELECT * FROM EMP WHERE deptno = (SELECT deptno FROM EMP WHERE ename = 'SMITH');

3：多行子查询

  • 掌握多行子查询的语法
  • 学会使用 IN、ALL、ANY 三个关键字
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-- 多行子查询：子查询返回多行一列数据
-- 必须使用多行比较运算符：IN、ALL、ANY

-- 1. IN关键字：判断值是否在子查询的结果集中
-- 需求：查询和10号部门的工作岗位相同的雇员，不包含10号部门自己
-- 第一步：先查10号部门有哪些岗位
SELECT DISTINCT job FROM EMP WHERE deptno = 10; -- 结果：CLERK、MANAGER、PRESIDENT

-- 第二步：再查其他部门中岗位在这个集合中的员工
SELECT ename, job, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE job IN ('CLERK', 'MANAGER', 'PRESIDENT') 
  AND deptno <> 10;

-- 合并成子查询
SELECT ename, job, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE job IN (SELECT DISTINCT job FROM EMP WHERE deptno = 10) 
  AND deptno <> 10;

-- 2. ALL关键字：和子查询结果集中的所有值比较
-- 需求：显示工资比部门30的所有员工的工资都高的员工
-- 部门30的最高工资是2850，所以只要工资>2850就满足条件
SELECT ename, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE sal > ALL(SELECT sal FROM EMP WHERE deptno = 30);

-- 等价于：
SELECT ename, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE sal > (SELECT MAX(sal) FROM EMP WHERE deptno = 30);

-- 3. ANY关键字：和子查询结果集中的任意一个值比较
-- 需求：显示工资比部门30的任意员工的工资高的员工
-- 部门30的最低工资是950，所以只要工资>950就满足条件
SELECT ename, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE sal > ANY(SELECT sal FROM EMP WHERE deptno = 30);

-- 等价于：
SELECT ename, sal, deptno 
FROM EMP 
WHERE sal > (SELECT MIN(sal) FROM EMP WHERE deptno = 30);
关键字 含义 等价于
IN 等于结果集中的任意一个 = ANY
ALL 大于结果集中的所有值 > MAX()
ALL 小于结果集中的所有值 < MIN()
ANY 大于结果集中的任意一个 > MIN()
ANY 小于结果集中的任意一个 < MAX()

4：多列子查询

  • 理解多列子查询的概念
  • 掌握多列子查询的语法
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-- 多列子查询：子查询返回多个列的数据
-- 需求：查询和SMITH的部门和岗位完全相同的所有雇员，不含SMITH本人

-- 第一步：先查SMITH的部门和岗位
SELECT deptno, job FROM EMP WHERE ename = 'SMITH'; -- 结果：(20, 'CLERK')

-- 第二步：再查部门=20且岗位='CLERK'的员工
SELECT ename FROM EMP 
WHERE deptno = 20 AND job = 'CLERK' AND ename <> 'SMITH';

-- 合并成多列子查询（更简洁）
SELECT ename FROM EMP 
WHERE (deptno, job) = (SELECT deptno, job FROM EMP WHERE ename = 'SMITH') 
  AND ename <> 'SMITH';

5：在from字句中使用子查询

  • 掌握将子查询当作临时表使用的技巧
  • 解决需要先统计再查询的复杂问题
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-- 在FROM子句中使用子查询：把子查询的结果当作一张临时表
-- 这是非常强大的技巧，能解决很多复杂问题

-- 需求1：显示每个高于自己部门平均工资的员工的姓名、部门、工资、平均工资
-- 分析：
-- 1. 首先需要统计每个部门的平均工资
-- 2. 然后把这个统计结果当作临时表，和员工表关联
-- 3. 最后筛选出工资高于部门平均工资的员工

-- 第一步：统计每个部门的平均工资
SELECT AVG(sal) AS avg_sal, deptno FROM EMP GROUP BY deptno;

-- 第二步：把上面的结果当作临时表tmp，和员工表关联
SELECT e.ename, e.deptno, e.sal, FORMAT(tmp.avg_sal, 2) AS 部门平均工资
FROM EMP e,
     (SELECT AVG(sal) AS avg_sal, deptno FROM EMP GROUP BY deptno) tmp
WHERE e.deptno = tmp.deptno  -- 连接员工表和临时表
  AND e.sal > tmp.avg_sal;   -- 筛选工资高于平均的员工

-- 需求2：查找每个部门工资最高的人的姓名、工资、部门、最高工资
SELECT e.ename, e.sal, e.deptno, tmp.max_sal
FROM EMP e,
     (SELECT MAX(sal) AS max_sal, deptno FROM EMP GROUP BY deptno) tmp
WHERE e.deptno = tmp.deptno 
  AND e.sal = tmp.max_sal;
  • 子查询必须给一个别名（上面的 tmp）
  • 子查询中的字段也要给别名，方便外面引用
  • 这种方法可以把复杂问题分解成多个简单步骤

5：合并查询

1：合并查询

合并查询就是把多个 SELECT 语句的结果集合并成一个结果集。

使用场景：

  • 当需要从多个表中查询相似结构的数据时
  • 当一个复杂查询可以拆分成多个简单查询时

2：UNION和UNION ALL的区别

  • 掌握合并查询的语法
  • 理解 UNION 和 UNION ALL 的区别
  • 知道什么时候用哪个
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-- 合并查询的要求：
-- 1. 多个SELECT语句的列数必须相同
-- 2. 对应列的数据类型必须兼容

-- 需求：将工资大于2500或职位是MANAGER的人找出来

-- 方法一：用OR条件（简单情况）
SELECT ename, sal, job FROM EMP WHERE sal > 2500 OR job = 'MANAGER';

-- 方法二：用UNION（自动去重）
-- 先查工资大于2500的员工
SELECT ename, sal, job FROM EMP WHERE sal > 2500
UNION
-- 再查职位是MANAGER的员工
SELECT ename, sal, job FROM EMP WHERE job = 'MANAGER';

-- 方法三：用UNION ALL（不去重）
SELECT ename, sal, job FROM EMP WHERE sal > 2500
UNION ALL
SELECT ename, sal, job FROM EMP WHERE job = 'MANAGER';
  • UNION 结果：6 条记录（JONES 和 BLAKE 既是 MANAGER，工资又大于 2500，只出现一次）
  • UNION ALL 结果：8 条记录（JONES 和 BLAKE 出现了两次）
  • UNION ：自动去掉结果集中的重复行，会对结果进行排序，性能较差
  • UNION ALL ：不去掉重复行，直接合并，性能好很多
  • 最佳实践：如果确定两个结果集没有重复数据，优先使用 UNION ALL

6：内外连接详解（标准 JOIN 语法）

我们之前学的多表查询是传统写法（用逗号分隔表，WHERE 写连接条件），这其实是内连接的一种写法。

SQL 标准提供了更清晰、更强大的 JOIN 语法：

  • INNER JOIN：内连接（和传统写法等价）
  • LEFT JOIN：左外连接
  • RIGHT JOIN：右外连接

标准 JOIN 语法的优点：

  • 连接条件和筛选条件分离，可读性更好
  • 支持外连接（传统写法不支持）
  • 是 SQL 标准，兼容性更好

1：内连接（INNER JOIN）

sql 复制代码 
-- 标准内连接语法：
-- SELECT 字段 FROM 表1 INNER JOIN 表2 ON 连接条件 WHERE 筛选条件;

-- 需求：显示SMITH的名字和部门名称

-- 传统写法
SELECT e.ename, d.dname 
FROM EMP e, DEPT d 
WHERE e.deptno = d.deptno AND e.ename = 'SMITH';

-- 标准内连接写法（推荐）
SELECT e.ename, d.dname 
FROM EMP e
INNER JOIN DEPT d ON e.deptno = d.deptno  -- 连接条件写在ON后面
WHERE e.ename = 'SMITH';                  -- 筛选条件写在WHERE后面

-- 关联三张表的标准写法
SELECT e.ename, e.sal, d.dname, s.grade
FROM EMP e
INNER JOIN DEPT d ON e.deptno = d.deptno
INNER JOIN SALGRADE s ON e.sal BETWEEN s.losal AND s.hisal;
  • 传统写法：连接条件和筛选条件都写在 WHERE 后面，容易混淆
  • 标准写法：连接条件写在 ON 后面，筛选条件写在 WHERE 后面，逻辑更清晰

2：左外连接

左外连接：左边的表完全显示，右边的表只显示匹配的记录，匹配不到显示 NULL

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-- 先创建两张简单的测试表，方便理解
CREATE TABLE stu (id INT, name VARCHAR(30)); -- 学生表
INSERT INTO stu VALUES(1, 'jack'), (2, 'tom'), (3, 'kity'), (4, 'nono');

CREATE TABLE exam (id INT, grade INT); -- 成绩表
INSERT INTO exam VALUES(1, 56), (2, 76), (11, 8);

-- 先看一下内连接的结果
SELECT * FROM stu
INNER JOIN exam ON stu.id = exam.id;
-- 结果：只有jack和tom有成绩，kity和nono没有成绩，所以不显示

-- 左外连接：左边的stu表完全显示
SELECT * FROM stu
LEFT JOIN exam ON stu.id = exam.id;
  • 内连接只返回两张表都匹配的记录
  • 左外连接返回左表的所有记录，即使右表没有匹配

3：左外连接和右外连接的转换

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-- 左外连接
SELECT d.dname, e.*
FROM DEPT d
LEFT JOIN EMP e ON d.deptno = e.deptno;

-- 等价的右外连接（交换表的位置）
SELECT d.dname, e.*
FROM EMP e
RIGHT JOIN DEPT d ON d.deptno = e.deptno;
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