连接查询

2019-04-18
loubth

连接查询：将多张表连到一起进行查询（会导致记录数行和字段数列发生改变）

连接查询的意义

在关系型数据库设计过程中，实体（表）与实体之间是存在很多联系的。在关系型数据库表的设计过程中，遵循着关系来设计（一对一，一对多和多对多），通常在实际操作的过程中，需要利用这层关系来保证数据的完整性

连接查询分类

连接查询一共有以下几类：

交叉连接

交叉连接：将两张表的数据与另外一张表彼此交叉

原理

  1. 从第一张表依次取出每一条记录
  2. 取出每一条记录之后，与另外一张表的全部记录挨个匹配
  3. 没有任何匹配条件，所有的结果都会进行保留
  4. 记录数=第一张表记录数×第二张表记录数
    字段数=第一张表字段数+第二张表字段数（笛卡尔积）

语法

基本语法：表1 CROSS JOIN 表2;

示例

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mysql> SELECT * FROM my_int;
+------+
| num  |
+------+
| 0001 |
| 0002 |
+------+
2 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_student;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_int CROSS JOIN my_student;
+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| num  | stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| 0001 | stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| 0002 | stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| 0001 | stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| 0002 | stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| 0001 | stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| 0002 | stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| 0001 | stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| 0002 | stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| 0001 | stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| 0002 | stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| 0001 | stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| 0002 | stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| 0001 | stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
| 0002 | stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
14 rows in set (0.00 sec)

应用

交叉连接产生的结果是笛卡尔积，没有实际应用

本质：from 表1,表2;

交叉连接存在的意义大概就是让连接查询比较完整，就像有内连接就该有一个外连接一样

内连接

内连接：inner join，从一张表中取出所有的记录去另外一张表中匹配：利用匹配条件进行匹配，成功了则保留，失败了放弃

原理

  1. 从第一张表中取出一条记录，然后去另外一张表中进行匹配
  2. 利用匹配条件进行匹配：
    1. 匹配到：保留，继续向下匹配
    2. 匹配失败：向下继续，如果全表匹配失败，结束

语法

基本语法：表1 [INNER] JOIN 表2 ON 匹配条件;

示例

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mysql> SELECT * FROM my_class;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | 1班  |
|  2 | 2班  |
|  3 | 3班  |
+----+------+
3 rows in set (0.01 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_student;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_student INNER JOIN my_class ON class_id=id;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  1 | 1班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
7 rows in set (0.00 sec)

注意一定不能不写匹配条件，不然又会变得和交叉连接一样，得到没有意义的笛卡尔积

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mysql> SELECT * FROM my_student INNER JOIN my_class;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  3 | 3班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  3 | 3班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  3 | 3班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  3 | 3班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  3 | 3班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  3 | 3班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  3 | 3班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
21 rows in set (0.00 sec)

因为表的设计通常容易产生同名字段，尤其是id，所以为了避免出现重名导致的错误，通常使用“表名.字段名”，来确保唯一性

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mysql> SELECT * FROM my_student INNER JOIN my_class ON my_student.class_id=my_class.id;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  1 | 1班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
7 rows in set (0.00 sec)

通常，如果条件中使用到对应的表名，而表名又通常比较长，就可以通过使用表别名来简化

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mysql> SELECT * FROM my_student AS s INNER JOIN my_class AS c ON s.class_id=c.id;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  1 | 1班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
7 rows in set (0.00 sec)

注意内连接匹配的时候，必须保证匹配到才会保存，就比如本例中班级表中有3班而由于3班没有在学生表中匹配到相应数据导致结果集中并不存在有关3班的记录

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mysql> SELECT * FROM my_class AS c INNER JOIN my_student AS s ON s.class_id=c.id;
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| id | name | stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
|  1 | 1班  | stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
|  1 | 1班  | stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
|  2 | 2班  | stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
|  2 | 2班  | stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
|  1 | 1班  | stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
|  2 | 2班  | stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
|  1 | 1班  | stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)

内连接因为不强制必须使用匹配条件（on）因此可以在数据匹配完成之后，使用where条件来限制，效果与on一样，但还是建议使用on，因为使用where是先让两张表交叉连接再从结果中筛选，这样会浪费系统资源

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mysql> SELECT * FROM my_class AS c INNER JOIN my_student AS s WHERE s.class_id=c.id;
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| id | name | stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
|  1 | 1班  | stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
|  1 | 1班  | stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
|  2 | 2班  | stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
|  2 | 2班  | stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
|  1 | 1班  | stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
|  2 | 2班  | stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
|  1 | 1班  | stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+----+------+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)

应用

内连接通常是在对数据有精确要求的地方使用：必须保证两张表中都能进行数据匹配

外连接

外链接：outer join，按照某一张表作为主表（表中所有记录在最后都会保留），根据条件去连接另外一张表，从而得到目标数据

外连接分为两种：左外连接（left join），右外连接（right join）

左连接：左表是主表
右连接：右表是主表

原理

  1. 确定连接主表：左连接就是“left join”左边的表为主表，“right join”就是右边的表为主表
  2. 拿主表的每一条记录，去匹配另外一张表（从表）的每一条记录
  3. 如果满足匹配条件则保留，不满足即不保留
  4. 如果主表记录在从表中一条都没有匹配成功，那么也要保留该记录，从表对应的字段值都为NULL

语法

左连接基本语法：主表 LEFT JOIN 从表 ON 连接条件;

右连接基本语法：从表 RIGHT JOIN 主表 ON 连接条件;

左连接对应的主表数据在左边，右连接对应的主表数据在右边

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mysql> -- 学生表数据
mysql> SELECT * FROM my_student;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> -- 班级表数据
mysql> SELECT * FROM my_class;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | 1班  |
|  2 | 2班  |
|  3 | 3班  |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> -- 左连接
mysql> SELECT * FROM my_student AS s LEFT JOIN my_class AS c ON s.class_id=c.id;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+------+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id   | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+------+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |    1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |    1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |    2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |    2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |    1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |    2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |    1 | 1班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+------+------+
7 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> -- 右连接
mysql> SELECT * FROM my_student AS s RIGHT JOIN my_class AS c ON s.class_id=c.id;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | id | name |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |  1 | 1班  |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |  2 | 2班  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |  1 | 1班  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |  2 | 2班  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |  1 | 1班  |
| NULL    | NULL     |     NULL |    NULL |       NULL | NULL   |  3 | 3班  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+----+------+
8 rows in set (0.00 sec)

我们发现在本例中使用左连接的时候，由于主表（学生表）在从表（班级表）中每条记录都能匹配到对应的记录，所以左连接的结果与交叉连接的结果相同，但是当使用右连接的时候，主表（班级表）中关于“三班”的记录无法在从表（学生表）中匹配到对应的记录，此时右连接与交叉连接不同的地方就显现了出来，右连接会将右边的表（主表）的记录保留下来，并且将未匹配到的字段设置为NULL

特点

  1. 外连接中主表数据记录一定会保存，连接之后不会出现记录数少于主表（内连接可能）
  2. 左连接和右连接其实可以互相转换，但是数据对应的位置（表顺序）会改变

应用

非常常用的一种获取数据的方式：作为数据获取对应主表以及其他数据（关联）

Using关键字

是在连接查询中用来代替对应的on关键字的，进行条件匹配

原理

  1. 在连接查询时，使用on的地方用using代替
  2. 使用using的前提是对应的两张表连接的字段是同名（类似自然连接自动匹配）
  3. 如果使用using关键字，那么对应的同名字段，最终在结果中只会保留一个

语法

基本语法：表1 [INNER/LEFT/RIGHT] JOIN 表2 USING(同名字段列表);

示例

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mysql> SELECT * FROM my_student;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_class;
+---------+-------+
| stu_id  | class |
+---------+-------+
| stu0001 | 1班   |
| stu0003 | 2班   |
| stu0008 | 3班   |
+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_student AS s LEFT JOIN my_class AS c USING(stu_id); 
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | class |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     | 1班   |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     | NULL  |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     | 2班   |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     | NULL  |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     | NULL  |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     | NULL  |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     | NULL  |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
7 rows in set (0.00 sec)

自然连接

自然连接是通过对参与表关系中所有同名的属性对取等（即相等比较）来完成的，故无须自己添加连接条件

语法

基本语法：表1 NATURAL JOIN 表2;

示例

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mysql> SELECT * FROM my_student;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     |
| stu0002 | 张四     |        1 |      28 |        165 | 女     |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     |
| stu0004 | 小婷     |        2 |      25 |        189 | 女     |
| stu0005 | 小猪     |        1 |      30 |        173 | 女     |
| stu0006 | 小狗     |        2 |      18 |        170 | 男     |
| stu0007 | 小江     |        1 |      25 |        178 | 女     |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)
  
mysql> SELECT * FROM my_class;
+---------+-------+
| stu_id  | class |
+---------+-------+
| stu0001 | 1班   |
| stu0003 | 2班   |
| stu0008 | 3班   |
+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM my_student AS s NATURAL JOIN my_class AS c;
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
| stu_id  | stu_name | class_id | stu_age | stu_height | gender | class |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
| stu0001 | 夏洛     |        1 |      18 |        185 | 男     | 1班   |
| stu0003 | 张五     |        2 |      22 |        187 | 男     | 2班   |
+---------+----------+----------+---------+------------+--------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)

自然连接与内连接基本相同，不同之处在于自然连接只能是同名属性的等值连接而且不指定连接条件