第11章 内连接与外连接

一、介绍内连接与外连接

（1）内连接与外连接介绍

1、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。

2、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 。

3、满（或全）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表和右表中不满足条件的行 ，这种连接称为满外连接。

（2）内连接与外连接图示解析

（3）SQL92与SQL99语法的不同点

• 在SQL92中采用（+）代表从表所在的位置。即在使用左或右外连接中，(+) 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。
• 而且在 SQL92 中，只有左外连接和右外连接，没有满（或全）外连接。
• SQL92语法举例如下：

#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;
#内连接
SELECT employees.last_name, departments.department_name,employees.department_id
FROM employees, departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;

总结：mysql对于SQL92与SQL99语法的支持情况如下

        首先，SQL92和SQL99语法都能够解决外连接的问题，但是Mysql不支持SQL92语法解决外连接的问题，并且也不支持SQL99语法中的满外连接 [支持左(右)外连接]。（Oracle都支持）

备注：SQL99语法的实现请看（二、SQL99语法实现多表查询）。

（4）常用的 SQL 标准有哪些

        在正式开始讲连接表的种类时，我们首先需要知道 SQL 存在不同版本的标准规范，因为不同规范下的表连接操作是有区别的。

        SQL 有两个主要的标准，分别是 SQL92 和 SQL99 。92 和 99 代表了标准提出的时间，SQL92 就是 92 年 提出的标准规范。当然除了SQL92 和 SQL99 以外，还存在 SQL-86、SQL-89、SQL:2003、SQL:2008、 SQL:2011 和 SQL:2016 等其他的标准。

        这么多标准，到底该学习哪个呢？实际上最重要的 SQL 标准就是 SQL92 和 SQL99。一般来说 SQL92 的 形式更简单，但是写的 SQL 语句会比较长，可读性较差。而 SQL99 相比于 SQL92 来说，语法更加复杂， 但可读性更强。我们从这两个标准发布的页数也能看出，SQL92 的标准有 500 页，而 SQL99 标准超过了 1000 页。实际上从 SQL99 之后，很少有人能掌握所有内容，因为确实太多了。就好比我们使用 Windows、Linux 和 Office 的时候，很少有人能掌握全部内容一样。我们只需要掌握一些核心的功能，满足日常工作的需求即可。

        SQL92 和 SQL99 是经典的 SQL 标准，也分别叫做 SQL-2 和 SQL-3 标准。也正是在这两个标准发布之后，SQL 影响力越来越大，甚至超越了数据库领域。现如今 SQL 已经不仅仅是数据库领域的主流语言， 还是信息领域中信息处理的主流语言。在图形检索、图像检索以及语音检索中都能看到 SQL 语言的使用。

二、SQL99语法实现多表查询

2.1 基本语法

使用JOIN...ON子句创建连接的语法结构：

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

        SQL99 采用的这种嵌套结构非常清爽、层次性更强、可读性更强，即使再多的表进行连接也都清晰可见。如果你采用 SQL92，可读性就会大打折扣。

语法说明：

• 可以使用 ON 子句指定额外的连接条件。
• 这个连接条件是与其它条件（where中的条件）分开的。
• ON 子句使语句具有更高的易读性。
• 关键字 JOIN、INNER JOIN、CROSS JOIN 的含义是一样的，都表示内连接

2.2 内连接(INNER JOIN)的实现

语法：（inner可以省略）

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

示例1：

示例2：

2.3 外连接(OUTER JOIN)的实现

2.3.1 左外连接(LEFT OUTER JOIN)

语法：（outer可以省略）

#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;

示例1：

示例2：

2.3.2 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

语法：（outer可以省略）

#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;

示例1：

        需要注意的是，LEFT JOIN 和 RIGHT JOIN 只存在于 SQL99 及以后的标准中，在 SQL92 中不存在， 只能用 (+) 表示。

2.3.3 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。
• 需要注意的是，MySQL不支持FULL JOIN，但是可以用 LEFT JOIN UNION RIGHT JOIN 代替，见“三、UNION的使用”。

三、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。（这是解决Mysql的sql99语法不支持满外连接的方法）

3.1 语法格式

SELECT column,... FROM table1
UNION [ALL]
SELECT column,... FROM table2

3.2 操作符解释

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。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。

3.3 UNION举例

示例：查询部门编号>90或邮箱包含a的员工信息

#方式1
SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%' OR department_id>90;#方式2
SELECT * FROM employees WHERE email LIKE '%a%'
UNION
SELECT * FROM employees WHERE department_id>90;

3.4 UNIOＮ ALL举例

示例：查询中国用户中男性的信息以及美国用户中年男性的用户信息

SELECT id,cname FROM t_chinamale WHERE csex='男'
UNION ALL
SELECT id,tname FROM t_usmale WHERE tGender='male';

四、7种SQL JOINS的实现

4.1 图示

4.2 代码实现

4.2.1 图一

# 图一：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`;

4.2.2 图二

# 图二：左外连接 A
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e LEFT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

 解释：左外连接表示左表是主表，右表是从表。在匹配阶段，左表中的每一条记录依次匹配右表中的每一条记录，根据on的条件进行过滤，保留匹配成功的记录和左表的匹配字段为NULL的记录。

4.2.3 图三

# 图三：右外连接 B
SELECT employee_id,last_name,department_name
FROM employees e RIGHT JOIN departments d
ON e.`department_id` = d.`department_id`;

解释：右外连接表示右表是主表，左表是从表。在匹配阶段，右表中的每一条记录依次匹配左表中的每一条记录，根据on的条件进行过滤，保留匹配成功的记录和右表的匹配字段为NULL的记录。

4.2.4 图四

# 图四：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;

解释：在左外连接的基础上，需要减去内连接的数据。因为内连接是满足on中连接字段的记录（即该连接字段在主从表中均不为null的记录），所以在where中需要过滤掉连接字段不为NULL的记录（即保留为NULL的记录），故在where令从表的该连接字段为null。

4.2.5 图五

# 图五：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

解释：在右外连接的基础上，需要减去内连接的数据。因为内连接是满足on中连接字段的记录（即该连接字段在主从表中均不为null的记录），所以在where中需要过滤掉连接字段不为NULL的记录（即保留为NULL的记录），故在where令从表的该连接字段为null。

4.2.6 图六

# 图六：满外连接
# 图二 + 图五 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`;

4.2.7 图七

#图七
#图四 + 图五 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

五、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。它会帮你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 。（注意：会所有相同字段，所以不够灵活，建议还是使用ON）

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 中你可以写成：

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);

        你能看出与自然连接 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;

六、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。

6.1 示例：

#关联条件
#把关联条件写在where后面
SELECT last_name,department_name
FROM employees,departments
WHERE employees.department_id = departments.department_id;#把关联条件写在on后面，只能和JOIN一起使用
SELECT last_name,department_name
FROM employees INNER JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;SELECT last_name,department_name
FROM employees CROSS JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;SELECT last_name,department_name
FROM employees JOIN departments
ON employees.department_id = departments.department_id;#把关联字段写在using()中，只能和JOIN一起使用
#而且两个表中的关联字段必须名称相同，而且只能表示=
#查询员工姓名与基本工资
SELECT last_name,job_title
FROM employees INNER JOIN jobs USING(job_id);#n张表关联，需要n-1个关联条件
#查询员工姓名，基本工资，部门名称
SELECT last_name,job_title,department_name FROM employees,departments,jobs
WHERE employees.department_id = departments.department_id
AND employees.job_id = jobs.job_id;
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;

6.2 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。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。