圖解 SQL 里的各種 JOIN

從業(yè)以來(lái)主要在做客戶端,用到的數(shù)據(jù)庫(kù)都是表結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的 SQLite,以我那還給老師一大半的 SQL 水平倒也能對(duì)付。現(xiàn)在偶爾需要到后臺(tái)的 SQL Server 里追查一些數(shù)據(jù)問(wèn)題,就顯得有點(diǎn)捉襟見(jiàn)肘了,特別是各種 JOIN,有時(shí)候傻傻分不清楚,于是索性弄明白并做個(gè)記錄。
前言
在各種問(wèn)答社區(qū)里談及 SQL 里的各種 JOIN 之間的區(qū)別時(shí),最被廣為引用的是 CodeProject 上 C.L. Moffatt 的文章 Visual Representation of SQL Joins,他確實(shí)講得簡(jiǎn)單明了,使用文氏圖來(lái)幫助理解,效果明顯。本文將沿用他的講解方式,稍有演繹,可以視為該文較為粗糙的中譯版。
約定
下文將使用兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表 Table_A 和 Table_B 來(lái)進(jìn)行示例講解,其結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)分別如下:

mysql> SELECT * FROM Table_A ORDER BY PK ASC;
+----+------------+
| PK | Value      |
+----+------------+
|  1 | FOX        |
|  2 | COP        |
|  3 | TAXI       |
|  4 | LINCION    |
|  5 | ARIZONA    |
|  6 | WASHINGTON |
|  7 | DELL       |
| 10 | LUCENT     |
+----+------------+
8 rows in set (0.00 sec)
mysql> SELECT * from Table_B ORDER BY PK ASC;
+----+-----------+
| PK | Value     |
+----+-----------+
|  1 | TROT      |
|  2 | CAR       |
|  3 | CAB       |
|  6 | MONUMENT  |
|  7 | PC        |
|  8 | MICROSOFT |
|  9 | APPLE     |
| 11 | SCOTCH    |
+----+-----------+
8 rows in set (0.00 sec)

常用的 JOIN
INNER JOIN
INNER JOIN 一般被譯作內(nèi)連接。內(nèi)連接查詢能將左表(表 A)和右表(表 B)中能關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)連接后返回。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

INNER JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK;

查詢結(jié)果:

+------+------+------------+----------+

| A_PK | B_PK | A_Value    | B_Value  |

+------+------+------------+----------+

|    1 |    1 | FOX        | TROT     |

|    2 |    2 | COP        | CAR      |

|    3 |    3 | TAXI       | CAB      |

|    6 |    6 | WASHINGTON | MONUMENT |

|    7 |    7 | DELL       | PC       |

+------+------+------------+----------+

5 rows in set (0.00 sec)

注:其中A為Table_A的別名,B為Table_B的別名,下同。
LEFT JOIN
LEFT JOIN 一般被譯作左連接,也寫作 LEFT OUTER JOIN。左連接查詢會(huì)返回左表(表 A)中所有記錄,不管右表(表 B)中有沒(méi)有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在右表中找到的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)列也會(huì)被一起返回。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

LEFT JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK;

查詢結(jié)果:

+------+------+------------+----------+

| A_PK | B_PK | A_Value    | B_Value  |

+------+------+------------+----------+

|    1 |    1 | FOX        | TROT     |

|    2 |    2 | COP        | CAR      |

|    3 |    3 | TAXI       | CAB      |

|    4 | NULL | LINCION    | NULL     |

|    5 | NULL | ARIZONA    | NULL     |

|    6 |    6 | WASHINGTON | MONUMENT |

|    7 |    7 | DELL       | PC       |

|   10 | NULL | LUCENT     | NULL     |

+------+------+------------+----------+

8 rows in set (0.00 sec)

RIGHT JOIN
RIGHT JOIN 一般被譯作右連接,也寫作 RIGHT OUTER JOIN。右連接查詢會(huì)返回右表(表 B)中所有記錄,不管左表(表 A)中有沒(méi)有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在左表中找到的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)列也會(huì)被一起返回。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

RIGHT JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK;

查詢結(jié)果:

+------+------+------------+-----------+

| A_PK | B_PK | A_Value    | B_Value   |

+------+------+------------+-----------+

|    1 |    1 | FOX        | TROT      |

|    2 |    2 | COP        | CAR       |

|    3 |    3 | TAXI       | CAB       |

|    6 |    6 | WASHINGTON | MONUMENT  |

|    7 |    7 | DELL       | PC        |

| NULL |    8 | NULL       | MICROSOFT |

| NULL |    9 | NULL       | APPLE     |

| NULL |   11 | NULL       | SCOTCH    |

+------+------+------------+-----------+

8 rows in set (0.00 sec)

FULL OUTER JOIN
FULL OUTER JOIN 一般被譯作外連接、全連接,實(shí)際查詢語(yǔ)句中可以寫作FULL OUTER JOIN
或FULL JOIN
。外連接查詢能返回左右表里的所有記錄,其中左右表里能關(guān)聯(lián)起來(lái)的記錄被連接后返回。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

FULL OUTER JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK;

查詢結(jié)果:

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'FULL OUTER JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK' at line 4

注:我當(dāng)前示例使用的 MySQL 不支持FULL OUTER JOIN

應(yīng)當(dāng)返回的結(jié)果(使用 UNION 模擬):

mysql> SELECT * 

    -> FROM Table_A

    -> LEFT JOIN Table_B 

    -> ON Table_A.PK = Table_B.PK

    -> UNION ALL

    -> SELECT *

    -> FROM Table_A

    -> RIGHT JOIN Table_B 

    -> ON Table_A.PK = Table_B.PK

    -> WHERE Table_A.PK IS NULL;

+------+------------+------+-----------+

| PK   | Value      | PK   | Value     |

+------+------------+------+-----------+

|    1 | FOX        |    1 | TROT      |

|    2 | COP        |    2 | CAR       |

|    3 | TAXI       |    3 | CAB       |

|    4 | LINCION    | NULL | NULL      |

|    5 | ARIZONA    | NULL | NULL      |

|    6 | WASHINGTON |    6 | MONUMENT  |

|    7 | DELL       |    7 | PC        |

|   10 | LUCENT     | NULL | NULL      |

| NULL | NULL       |    8 | MICROSOFT |

| NULL | NULL       |    9 | APPLE     |

| NULL | NULL       |   11 | SCOTCH    |

+------+------------+------+-----------+

11 rows in set (0.00 sec)

小結(jié)
以上四種,就是 SQL 里常見(jiàn) JOIN 的種類和概念了,看一下它們的合影:


有沒(méi)有感覺(jué)少了些什么,學(xué)數(shù)學(xué)集合時(shí)完全不止這幾種情況?確實(shí)如此,繼續(xù)看。
延伸用法
LEFT JOIN EXCLUDING INNER JOIN
返回左表有但右表沒(méi)有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的記錄集。
文氏圖:

示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

LEFT JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK

WHERE B.PK IS NULL;

查詢結(jié)果:

+------+------+---------+---------+

| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value |

+------+------+---------+---------+

|    4 | NULL | LINCION | NULL    |

|    5 | NULL | ARIZONA | NULL    |

|   10 | NULL | LUCENT  | NULL    |

+------+------+---------+---------+

3 rows in set (0.00 sec)

RIGHT JOIN EXCLUDING INNER JOIN
返回右表有但左表沒(méi)有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的記錄集。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

RIGHT JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK

WHERE A.PK IS NULL;

查詢結(jié)果:

+------+------+---------+-----------+

| A_PK | B_PK | A_Value | B_Value   |

+------+------+---------+-----------+

| NULL |    8 | NULL    | MICROSOFT |

| NULL |    9 | NULL    | APPLE     |

| NULL |   11 | NULL    | SCOTCH    |

+------+------+---------+-----------+

3 rows in set (0.00 sec)

FULL OUTER JOIN EXCLUDING INNER JOIN
返回左表和右表里沒(méi)有相互關(guān)聯(lián)的記錄集。
文氏圖:


示例查詢:

SELECT A.PK AS A_PK, B.PK AS B_PK,

       A.Value AS A_Value, B.Value AS B_Value

FROM Table_A A

FULL OUTER JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK

WHERE A.PK IS NULL

OR B.PK IS NULL;

因?yàn)槭褂玫搅?FULL OUTER JOIN,MySQL 在執(zhí)行該查詢時(shí)再次報(bào)錯(cuò)。

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'FULL OUTER JOIN Table_B B

ON A.PK = B.PK

WHERE A.PK IS NULL

OR B.PK IS NULL' at line 4

應(yīng)當(dāng)返回的結(jié)果(用 UNION 模擬):

mysql> SELECT * 

    -> FROM Table_A

    -> LEFT JOIN Table_B

    -> ON Table_A.PK = Table_B.PK

    -> WHERE Table_B.PK IS NULL

    -> UNION ALL

    -> SELECT *

    -> FROM Table_A

    -> RIGHT JOIN Table_B

    -> ON Table_A.PK = Table_B.PK

    -> WHERE Table_A.PK IS NULL;

+------+---------+------+-----------+

| PK   | Value   | PK   | Value     |

+------+---------+------+-----------+

|    4 | LINCION | NULL | NULL      |

|    5 | ARIZONA | NULL | NULL      |

|   10 | LUCENT  | NULL | NULL      |

| NULL | NULL    |    8 | MICROSOFT |

| NULL | NULL    |    9 | APPLE     |

| NULL | NULL    |   11 | SCOTCH    |

+------+---------+------+-----------+

6 rows in set (0.00 sec)

總結(jié)
以上七種用法基本上可以覆蓋各種 JOIN 查詢了。七種用法的全家福:



看著它們,我仿佛回到了當(dāng)年學(xué)數(shù)學(xué),求交集并集的時(shí)代……
順帶張貼一下 C.L. Moffatt 帶 SQL 語(yǔ)句的圖片,配合學(xué)習(xí),風(fēng)味更佳:



補(bǔ)充說(shuō)明
文中的圖使用 Keynote 繪制;

個(gè)人的體會(huì)是 SQL 里的 JOIN 查詢與數(shù)學(xué)里的求交集、并集等很像;

SQLite 不支持 RIGHT JOIN 和 FULL OUTER JOIN,可以使用 LEFT JOIN 和 UNION 來(lái)達(dá)到相同的效果;

MySQL 不支持 FULL OUTER JOIN,可以使用 LEFT JOIN 和 UNION 來(lái)達(dá)到相同的效果;

還有更多的 JOIN 用法,比如 CROSS JOIN(迪卡爾集)、SELF JOIN,目前我還未在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò),且不太好用圖來(lái)表示,所以并未在本文中進(jìn)行講解。如果需要,可以參考 SQL JOINS Slide Presentation 學(xué)習(xí)。

參考
Visual Representation of SQL Joins

How to do a FULL OUTER JOIN in MySQL?

SQL JOINS Slide Presentation
1、具有1-5工作經(jīng)驗(yàn)的,面對(duì)目前流行的技術(shù)不知從何下手,需要突破技術(shù)瓶頸的可以加群。
2、在公司待久了,過(guò)得很安逸,但跳槽時(shí)面試碰壁。需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)修、跳槽拿高薪的可以加群。
3、如果沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn),但基礎(chǔ)非常扎實(shí),對(duì)java工作機(jī)制,常用設(shè)計(jì)思想,常用java開(kāi)發(fā)框架掌握熟練的,可以加群。
4、覺(jué)得自己很牛B,一般需求都能搞定。但是所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有系統(tǒng)化,很難在技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)突破的可以加群。

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