MySQL 多表查询

無限進步D2026-05-22 8:34

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

表与表间有关联，之间有关联字段

1. 一个案例引发的多表连接

1.1 引例

  • 例：查询名为'Abel'的员工所在的城市

    用已经学习的方法:

    要查三次，很麻烦

    学完多表查询后，用一条 SELECT 语句就能查出

把所有的数据都放到一张表中也行

但是：

  1. 部分数据可能是重复的，冗余
  2. 产生数据跟多，浪费内存，效率低

1.2 多表查询错误案例

mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    -> employee_id,department_name
    -> FROM employees,departments;
(中间的数据省略)    
2889 rows in set (0.00 sec)

一共产生了2889条记录，但是employees只有107条记录,departments只有27条记录，2889=107×272889 = 107 × 272889=107×27 , 可见employees中的每条记录都对应了departments中的每条记录 （如下图所示）

把上述多表查询中出现的问题称为：笛卡尔积的错误

笛卡尔积本身没错，只是我们不希望这样链接

1.3 笛卡尔积（或交叉连接）的理解

笛卡尔乘积是一个数学运算：

  • 假设有两个集合 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

  • SQL99 中也是使用 CROSS JOIN表示交叉连接

  • 作用就是可以把任意表进行连接，即使这两张表不相关

MySQL中如下情况会出现笛卡尔积：

mysql 复制代码 
#查询员工姓名和所在部门名称 
SELECT last_name,department_name FROM employees,departments; 
SELECT last_name,department_name FROM employees CROSS JOIN departments; 
SELECT last_name,department_name FROM employees INNER JOIN departments; 
SELECT last_name,department_name FROM employees JOIN departments;

1.4 案例分析与问题解决

  • 笛卡尔积的错误会在下面条件下产生：
    • 省略多个表的连接条件（或关联条件）
    • 连接条件（或关联条件）无效
    • 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
    eg：
mysql 复制代码 
SELECT table1.column, table2.column 
FROM table1, table2 
WHERE table1.column1 = table2.column2; #连接条件

正解：

mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    -> employee_id,department_name
    -> FROM employees,departments
    # 两个表的连接条件：
    -> WHERE employees.department_id = departments.department_id;
    
(省略106条记录)

106 rows in set (0.00 sec)

注意：

  • 在表中有相同列时，在列名之前加上表名前缀

    若查询语句中出现了多个表中都存在的字段，则必须指明此字段所在的表

    建议：从sql优化的角度，建议多表查询时，每个字段前都指明其所在的表

    格式：表.字段

  • 不是107，是因为有一个人的department_id = null，解决方法后面会学

  • 表也可以起别名 ，FROM 中，方法与SELECT中的一样

    eg：

mysql 复制代码 
SELECT emp.employee_id,dept.department_name
FROM employees emp,department dept
WHERE emp.department_id = dept.department_id;

注意：如果给表起了别名 ，则必 须使用别名，用原名会报错

  • 练习：

  • n个表至少n-1个条件

2. 多表查询分类讲解学习

2.1 等值连接 vs 非等值连接（针对连接条件）

  • 前面写的是等值连接，这里举一个非等值连接的例子
mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    ->  last_name,
    ->  salary,
    ->  grade_level
    -> FROM
    ->  employees e,
    ->  job_grades j
    -> WHERE
    ->  e.salary BETWEEN j.lowest_sal
    ->  AND j.highest_sal;
+-------------+----------+-------------+
| last_name   | salary   | grade_level |
+-------------+----------+-------------+
| King        | 24000.00 | E           |
| Kochhar     | 17000.00 | E           |
| De Haan     | 17000.00 | E           |
| Hunold      |  9000.00 | C           |
| Ernst       |  6000.00 | C           |
| Austin      |  4800.00 | B           |
| Pataballa   |  4800.00 | B           |
| Lorentz     |  4200.00 | B           |
| ...         |      ... | ...         |
+-------------+----------+-------------+
(省略99条记录)

107 rows in set (0.00 sec)

2.2 自连接 vs 非自连接 （对应自我引用）

  • 非自连接------自己连接其他的表

  • 自连接------自己和自己连接

  • 自连接例：查询员工id、姓名，其管理者的id、姓名

mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    ->  emp.employee_id,
    ->  emp.last_name,
    ->  mgr.employee_id,
    ->  mgr.last_name
    -> FROM
    ->  employees emp,
    ->  employees mgr
    -> #引用两次，分别起别名
    -> WHERE
    ->  emp.manager_id = mgr.employee_id;
+-------------+-------------+-------------+-----------+
| employee_id | last_name   | employee_id | last_name |
+-------------+-------------+-------------+-----------+
|         101 | Kochhar     |         100 | King      |
|         102 | De Haan     |         100 | King      |
|         103 | Hunold      |         102 | De Haan   |
|         104 | Ernst       |         103 | Hunold    |
|         105 | Austin      |         103 | Hunold    |
|         106 | Pataballa   |         103 | Hunold    |
|         107 | Lorentz     |         103 | Hunold    |
|          ...|...          |          ...| ...       |
+-------------+-------------+-------------+-----------+
(...省略100条记录)
106 rows in set (0.00 sec)

2.3 内连接 vs 外连接

除了查询满足条件的记录以外，外连接还可以查询某一方不满足条件的记录

  • 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

    • 之前写的都是内连接

  • 外链接 ：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)
    • 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
    • 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：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
      tips: 从表比主表短，加点东西------（+）
  • Oracle 对 SQL92 支持较好，而 MySQL 则不支持 SQL92 的外连接

练习：查询所有的员工的last_name,department_name信息:

mysql 复制代码 
#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;
  • 在 SQL92 中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）外连接

解决方法见下面的讲解：

3. SQL99语法实现多表查询

3.1 基本语法

  • 使用JOIN...ON子句创建连接的语法结构：（内外连接均可用）（MySQL支持）
mysql 复制代码 
SELECT table1.column, table2.column,table3.column 
FROM table1 
	JOIN table2 ON table1 和 table2 的连接条件 
	JOIN table3 ON table2 和 table3 的连接条件
  • 嵌套逻辑类似我们使用的 FOR 循环：
mysql 复制代码 
for t1 in table1: 
	for t2 in table2: 
		if condition1: 
			for t3 in table3: 
				if condition2: 
					output t1 + t2 + t3

3.2 内连接(INNER JOIN)的实现

  • 语法：
mysql 复制代码 
SELECT 字段列表 
FROM A表 INNER JOIN B表 
ON 关联条件 
WHERE 等其他子句;

练习：查询所有的员工的last_name,department_name信息（内连接）

mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    ->  last_name,
    ->  department_name
    -> FROM
    ->  employees e
    ->  JOIN departments d
    ->  ON e.department_id = d.department_id;
+-------------+------------------+
| last_name   | department_name  |
+-------------+------------------+
| Whalen      | Administration   |
| Hartstein   | Marketing        |
| Fay         | Marketing        |
| Raphaely    | Purchasing       |
| Khoo        | Purchasing       |
| Baida       | Purchasing       |
| ...         | ...              |
+-------------+------------------+
(省略100条记录)
106 rows in set (0.00 sec)
  • 注意：本来应该写 INNER JOIN 但是 INNER 可省略

3.3 外连接(OUTER JOIN)的实现

3.3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)
  • 语法：
mysql 复制代码 
#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;

练习：

mysql 复制代码 
mysql> SELECT
    ->  last_name,
    ->  department_name
    -> FROM
    ->  employees e
    ->  LEFT JOIN departments d
    ->  ON e.department_id = d.department_id;
+-------------+------------------+
| last_name   | department_name  |
+-------------+------------------+
| King        | Executive        |
| Kochhar     | Executive        |
| De Haan     | Executive        |
| Hunold      | IT               |
| Ernst       | IT               |
| Austin      | IT               |
| ...         | ...              |
| Livingston  | Sales            |
| Grant       | NULL             |
| ...         | ...              |
+-------------+------------------+
(...为省略记录)
107 rows in set (0.00 sec)
  • 注意：本来应该写 LEFT OUTER JOIN 但是 OUTER 可省略
3.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)
  • 语法：
mysql 复制代码 
#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;

练习：

mysql 复制代码 
SELECT e.last_name, e.department_id, d.department_name 
FROM employees e 
	RIGHT JOIN departments d 
	ON (e.department_id = d.department_id) ;
  • 注意：本来应该写 RIGHT OUTER JOIN 但是 OUTER 可省略
3.3.3 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
  • 注意：MySQL不支持FULL JOIN
    • 但是可以用 LEFT JOIN UNION RIGHT JOIN代替

4. 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

语法格式：

mysql 复制代码 
SELECT column,... FROM table1 
UNION [ALL] 
SELECT column,... FROM table2

UNION操作符:

  • 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:

  • 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(UNION要去重)

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

5. 7种SQL JOINS的实现

5.7.1 代码实现
  • 中图：内连接 A∩BA∩BA∩B
mysql 复制代码 
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
mysql 复制代码 
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
mysql 复制代码 
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∩BA - A∩BA−A∩B
mysql 复制代码 
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
	# 要B中是NULL的 -> 不要B
  • 右中图：B−A∩BB-A∩BB−A∩B
mysql 复制代码 
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
	# 要A中是NULL的 -> 不要A
  • 左下图：满外连接
    左中图 + 右上图 A∪BA∪BA∪B
mysql 复制代码 
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∩BA ∪B- A∩BA∪B−A∩B
    或者 (A−A∩B)∪（B−A∩B)(A - A∩B) ∪ （B - A∩B)(A−A∩B)∪（B−A∩B)
mysql 复制代码 
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
5.7.2 语法格式小结
  • 左中图
mysql 复制代码 
#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;
  • 右中图
mysql 复制代码 
#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;
  • 左下图
mysql 复制代码 
#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;
  • 右下图
mysql 复制代码 
#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

6. SQL99语法新特性

6.1 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
  • 可以把自然连接理解为 SQL92 中的等值连接
  • 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

eg：

在SQ92标准中：

mysql 复制代码 
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：

mysql 复制代码 
SELECT
	employee_id,
	last_name,
	department_name 
FROM
	employees e
	NATURAL JOIN departments d;

6.2 USING连接

  • 进行连接的时候，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

eg：

mysql 复制代码 
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
  • 与下面的 SQL 查询结果是相同的：
mysql 复制代码 
SELECT
	employee_id,
	last_name,
	department_name 
FROM
	employees e,
	departments d 
WHERE
	e.department_id = d.department_id;

7. 章节小结

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

拓展：

mysql 复制代码 
SELECT
	last_name,
	job_title,
	department_name 
FROM
	employees
	INNER JOIN departments
	INNER JOIN jobs ON employees.department_id = departments.department_id 
	AND employees.job_id = jobs.job_id;

以上写法也可

注意：

  • 我们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
  • 在许多 DBMS 中，也都会有最大连接表的限制

!阿里巴巴《Java开发手册》

超过三个表禁止 join

需要 join 的字段，数据类型保持绝对一致；多表关联查询时， 保证被关联的字段需要有索引

说明：即使双表 join 也要注意表索引、SQL 性能

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