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神奇的 SQL 之团结的力量 → JOIN

2019年10月28日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

前言

  开心一刻

    闺蜜家暴富,买了一栋大别野,喊我去吃饭,菜挺丰盛的,筷子有些不给力,银筷子,好重,我说换个竹子的,闺蜜说,这种银筷子我家总共才五双,只有贵宾才能用~我咬着牙享受着贵宾待遇,终于,在第三次夹虾排滑落盘子时,我爆发了:去它喵的贵宾,我要虾排……不是……我要竹筷子!

连接

  简单来说,就是将其他表中的列添加过来,进行"添加列"的运算,如下图所示。

  为什么需要进行"添加列"的操作 了? 因为我们在设计数据库的时候,往往需要满足范式(具体满足范式几,无法一概而论,这里不做细究),会导致我们某个需求的全部列分散在不同的表中,所以为了满足需求,我们需要将某些表的列进行连接。我们来看个简单例子,假如我们有两张表(t_user,t_login_log):

drop table if exists t_user;
create table t_user (
  id int(11) unsigned not null auto_increment comment '自增主键',
  user_name varchar(50) not null comment '用户名',
  sex tinyint(1) not null comment '性别, 1:男,0:女',
  age tinyint(3) unsigned not null comment '年龄',
  phone_number varchar(11) not null default '' comment '电话号码',
  email varchar(50) not null default '' comment '电子邮箱',
  create_time datetime not null comment '创建时间',
  update_time datetime not null comment '更新时间',
  primary key (id)
) comment='用户表';

drop table if exists t_login_log;
create table t_login_log (
  id int(11) unsigned not null auto_increment comment '自增主键',
  user_name varchar(50) not null comment '用户名',
  ip varchar(15) not null comment '登录ip',
  client tinyint(1) not null comment '登录端, 1:android, 2:ios, 3:pc, 4:h5',
  create_time datetime not null comment '创建时间',
  primary key (id)
) comment='登录日志';

insert into t_user(user_name, sex, age, phone_number,email,create_time,update_time) values
('bruce lee', 1, 32, '15174480987', 'brucelee@126.com', now(), now()),
('jackie chan', 1, 65, '15174481234', 'jackiechan@126.com', now(), now()),
('jet li', 1, 56, '15174481245', 'jetli@126.com', now(), now()),
('jack ma', 1, 55, '15174481256', 'jackma@126.com', now(), now()),
('pony', 1, 48, '15174481278', 'pony@126.com', now(), now()),
('robin li', 1, 51, '15174481290', 'robinli@126.com', now(), now());

insert into t_login_log(user_name, ip, client, create_time) values
('jackie chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('jackie chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('jet li', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('jet li', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('jack ma', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('jack ma', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('jack ma', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('robin li', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('robin li', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-15 20:23:45');

  如果我们需要展示如下列表(需求:展示用户列表,并显示其最近登录时间、最近登录 ip),那么就需要 t_user 和 t_login_log 连表查了

  连接的类型有很多种,细分如下图

交叉连接

  讲交叉连接之前了,我们先来看看笛卡尔积,假设我们两个集合,集合a={a, b},集合b={0, 1, 2},则a与b的笛卡尔积为{(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)},表示为axb,也就是集合a中的任一元素与集合b的每个元素组合后的新集合则为a与b的笛卡尔积(axb)。数学上的笛卡尔积反映到数据库中就是交叉连接(cross join),结合上述的案例如下:

select * from t_user cross join t_login_log;

-- 与 cross join 得到的结果相同
-- 过时的写法,不符合 sql标准,能读懂就好,不推荐使用
select * from t_user, t_login_log;

  t_user 中有 6 条记录, t_login_log 中有 11 条记录,t_user cross join t_login_log 的结果是 66( 6 乘以 11) 条记录

  交叉连接就是对两张表中的全部记录进行交叉组合,因此其结果是两张表的乘积,这也是为什么交叉连接无法使用内连接或外连接中所使用的 on 子句的原因。交叉连接基本不会应用到实际业务之中,原因有两个,一是其结果没有实用价值,而是结果行数太多,需要花费大量的运算时间和硬件资源。虽说交叉连接的实际使用场景几乎没有,但还是有它的理论价值的,交叉连接是其他所有连接运算的基础,内连接是交叉连接的一部分,其结果是交叉连接的一部分(子集),外连接有点特殊,其结果包含交叉连接之外的内容;更多详情,我们接着往下看。

内连接

  只返回两张表匹配的记录,就叫内连接,直观的表现就是关键字:inner join ... on,on 表示两张表连接所使用的列(连接键);而内连接中又属等值连接最常用

  等值连接

    简单点来说,就是连接键相等

-- 等值连接
select * from t_user tu inner join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;

-- inner join 可以简写成 join
select * from t_user tu join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;

-- 不加连接键, 结果与 cross join 一样
select * from t_user tu inner join t_login_log ttl

    等值连接的结果中,每一条记录的连接键的列的值是想等的,如上图中的 user_name 和 user_name1(为了区别于第一个user_name,数据库系统自动取的别名,我们可以显示的指定)

  不等值连接

    连接键的比较谓词除了 = 之外的所有情况,比如 >、<、<>(!=);不等值连接使用场景比较少,反正我在实际工作中几乎没用到过

select * from t_user tu inner join t_login_log ttl on tu.user_name <> ttl.user_name;
select * from t_user tu inner join t_login_log ttl on tu.user_name > ttl.user_name;

  自然连接

    不需要指定连接条件,数据库系统会自动用相同的字段作为连接键,直观的表现就是关键字:natural join,natural left join、natural right join;

    连接键不直观,需要去看两张表中相同的字段有哪些;对于自然连接,了解即可,不推荐使用,反正我工作这么久,一次都没用过。

外连接

  外连接的使用方式与内连接一样,也是通过 on 使用连接键将两张表连接,从结果中获取我们想要的数据,但是返回的结果与内连接有区别,具体我们往下看

  左连接

    返回匹配的记录,以及左表多余的记录,关键字:left join(left outer join 的简写)

select * from t_user tu left outer join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;
-- left join 是 left outer join 的简写
select * from t_user tu left join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;

    上图中,前 11 条记录是匹配的记录,而第 12 条是不匹配、左表的记录

  右连接

    返回匹配的记录,以及表 b 多余的记录,关键字:right join(right outer join 的简写)

select * from t_login_log ttl right outer join t_user tu on tu.user_name = ttl.user_name;
-- right join 是 right outer join 的简写
select * from t_login_log ttl right join t_user tu on tu.user_name = ttl.user_name;

    由于我们习惯了从左往右(阅读方式、写作方式),因此在实际项目中,基本上用的都是左连接

  全连接

    返回匹配的记录,以及左表和右表各自的多余记录,关键字:full join (full outer join 的简写)

select * from t_user tu full outer join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;
-- full join 是 full outer join 的简写
select * from t_user tu full join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;

    注意:mysql 不支持 全连接,我们可以通过 左连接、右连接之后,再 union 来实现全连接

自连接

  一张表,自己连接自己,简单点来理解就是,左表、右表是同一张表;连接方式可以是内连接、也可以是外连接

  更多详情大家可以去看:

需求:展示用户列表,并显示最近登录时间、最近登录 ip

  对于此需求,大家会如何来写这个 sql ? 也许大家很容易想到左连接,如下所示

select * from t_user tu left join t_login_log ttl on tu.user_name = ttl.user_name;

  可结果如下:

 

 

  显示的是每个用户的所有登录日志,不是我们想要的结果;原因是 t_user 中的一条记录在 t_login_log 对应的记录有多种情况:0 条对应、1 条对应、多条对应,那这个 sql 要怎么写呢,方式有多种,不局限于如下实现

-- 1、连接配合子查询,注意 bruce lee 从未登陆过
select tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
from t_user tu left join t_login_log tll on tu.user_name = tll.user_name
where tll.id = (select max(id) from t_login_log where user_name = tu.user_name) or tll.user_name is null;

-- 2、t_login_log分组统计出各个用户的最近一次登录信息后,再与 t_user 联表
select tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
from t_user tu left join (
    select tb.* from(
        select user_name, max(id) id from t_login_log group by user_name
    ) ta left join t_login_log tb on ta.id = tb.id
) tll on tu.user_name = tll.user_name;

  具体的实现还得结合具体的业务和需求来实现,那样才能写出高效的 sql;另外结合执行计划来建立合适的索引。总之,没有一成不变的、通用的高效 sql,结合具体的业务才能写出最合适的 sql。

总结

  1、连接的描述方式

    常用的,描述如下

    维恩图描述有他的优势,但它不好表示交叉连接,同时容易让人误解成 sql 中的集合操作;这里推荐另外一种,我觉得描述的更准确

    cross join

     常用 join

     上图中,颜色表示匹配关系,颜色相同表示匹配。返回结果中,如果另一张表没有匹配的记录,则用 null 填充, 在上图中则表示为空白。

  2、连接中 on 指定连接键,连接键可以指定多个,而 where  还是平时的作用,用来指定过滤条件;不推荐将连接键放于 where 后;

  3、实际工作中,用的最多的是 左连接 和 等值连接,其他的用的特别少

参考

  《sql基础教程》

  《sql进阶教程》

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